正弦波發(fā)生器電子課設(shè)

1、課程設(shè)計(jì)說明書 NO.1正弦波發(fā)生器1課程設(shè)計(jì)的目的電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)理論課程之后的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。目的是通過解決比較簡(jiǎn)單的實(shí)際問題，鞏固和加深在電子技術(shù)基礎(chǔ)課程中所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)過的電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，在教師指導(dǎo)下完成查找資料，選擇、論證方案，設(shè)計(jì)電路并仿真，分析結(jié)果，撰寫報(bào)告等工作。使學(xué)生初步掌握電子電路設(shè)計(jì)的一般方法步驟，通過理論聯(lián)系實(shí)際提高和培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)后的工作打下一定的基礎(chǔ)。2設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)方案選擇 正弦波振蕩電路是一種基本的模擬電路，它是在沒有外加輸入信號(hào)的情況下，依靠電路自激振蕩而

2、產(chǎn)生正弦波輸出電壓的電路。 一個(gè)正弦波振蕩電路要滿足自己自激振蕩的幅值和相位平衡條件，從組成上看，一般應(yīng)包括以下幾個(gè)部分。（1）放大電路：它的主要作用是放大微弱的噪聲和瞬態(tài)擾動(dòng)信號(hào)，為了保證放大電路能夠正常放大信號(hào)，要合理地設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)。（2）反饋網(wǎng)絡(luò)：它的主要作用是形成正反饋，以滿足相位平衡條件。（3）選頻網(wǎng)絡(luò)：它的主要作用是只要單一頻率信號(hào)滿足振蕩條件，以產(chǎn)生單一頻率的正弦波。選頻網(wǎng)絡(luò)所確定的頻率一般就是正弦波振蕩電路的振蕩頻率，這部分電路可設(shè)置在放大電路中也可設(shè)置在反饋網(wǎng)絡(luò)中。在很多正弦波振蕩電路中，反饋網(wǎng)絡(luò)和選頻網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。（4）穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：它的主要作用是使振蕩電路的輸出波

3、形的幅值穩(wěn)定，對(duì)于分立元件放大電路，一般不在加穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，而是依靠晶體管的非線性來(lái)起到穩(wěn)幅作用。 正弦波振蕩電路按組成選頻網(wǎng)絡(luò)的元件類型的不同，可分為RC正弦波振蕩電路，LC正弦波振蕩電路和石英晶體正弦波振蕩電路。 RC正弦波振蕩電路的振蕩頻率比較低，一般不超過1MHz，當(dāng)要求震蕩頻率較高時(shí)，應(yīng)選用LC正弦波振蕩電路。在此，因?yàn)轭l率為1000Hz，所以選用RC正弦波振蕩電路。 課程設(shè)計(jì)說明書 NO.2RC正弦波振蕩電路就是利用電阻R和電容C組成選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩電路。常見的RC正弦波振蕩電路有RC串并聯(lián)式振蕩電路和移相式振蕩電路。綜上所述,根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求及具體實(shí)驗(yàn)條件，采用RC串并聯(lián)電路實(shí)現(xiàn)放大、

4、反饋及選頻網(wǎng)絡(luò)選擇，穩(wěn)幅環(huán)節(jié)采用二極管反向并聯(lián)限幅電路。RC串并聯(lián)式正弦波振蕩電路以RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)，以電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路為放大環(huán)節(jié)，具有振蕩頻率穩(wěn)定，帶負(fù)載能力強(qiáng)，輸出電壓失真小等優(yōu)點(diǎn)。 2.2選定設(shè)計(jì)方案的框圖 設(shè)計(jì)流程圖如圖1所示。圖1 流程圖2.3單元電路設(shè)計(jì)單元電路結(jié)構(gòu) RC串并聯(lián)式正弦波振蕩電路如圖2所示。圖2 RC串并聯(lián)式正弦波振蕩電路 課程設(shè)計(jì)說明書 NO.3該電路由兩部分組成，即放大電路和選頻網(wǎng)絡(luò)。為集成運(yùn)放所組成的電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路，取其輸入阻抗高和輸出阻抗低的特點(diǎn)。而則由、和、正好形成一個(gè)四臂電橋，另外兩個(gè)對(duì)角頂點(diǎn)分別接到放大電路的同相和反相輸

5、入端。選擇反向并聯(lián)二極管形成穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，利用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)電阻，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅。穩(wěn)幅電路如圖3所示。圖3 穩(wěn)幅電路元件參數(shù)計(jì)算過程圖2中虛線框所表示的RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)具有選頻作用，其中=R+輸入電壓夾在和的串聯(lián)電路上，輸出電壓從Z2兩端引出，輸出電壓與輸入電壓的比值為： 課程設(shè)計(jì)說明書 NO.4 當(dāng)輸入電壓大小一定時(shí)，的數(shù)值F和幅角均為角頻率的函數(shù)當(dāng)=即=1/2RC時(shí)F達(dá)到最大值1/3，且=0，輸出電壓與輸入電壓同相。由=1000HZ 設(shè)電阻，則C=30 在穩(wěn)幅電路圖中 由電路自己振蕩條件決定=(1+)*1，整理得，在此調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)合適的，從而實(shí)現(xiàn)正弦波發(fā)生器的設(shè)計(jì)。 課程設(shè)計(jì)說明書 NO.5選定器件

6、列表所用元件如表1所示。表1 所用元件列表元件名稱參數(shù)型號(hào)數(shù)量電容C=302個(gè)二極管D2個(gè)電阻1個(gè)1個(gè)1個(gè)1個(gè) 2.4原理圖 原理圖如圖4所示圖4 原理圖 從數(shù)據(jù)庫(kù)中以此找到所需元件，更改參數(shù)，按圖3進(jìn)行放置，依次連線，形成回路。選擇示波器，萬(wàn)用表，頻率計(jì)，正確連入電路，確認(rèn)無(wú)誤后，開始仿真。 課程設(shè)計(jì)說明書 NO.63仿真結(jié)果與分析 3.1列出仿真結(jié)果 雙蹤示波器輸出端觀察波形。頻率計(jì)測(cè)量頻率利用。萬(wàn)用表測(cè)量輸出電壓。 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值輸入為 38%時(shí)，f=1038Hz，電壓3.41v，f 約等于 f0，波形正常。 波形仿真結(jié)果如圖5所示。圖5波形仿真結(jié)果圖設(shè)計(jì)要求幅值大于2V由圖可知滿足

7、設(shè)計(jì)要求電壓仿真結(jié)果如圖6所示。圖6 電壓仿真結(jié)果圖 課程設(shè)計(jì)說明書 NO.7頻率仿真結(jié)果如圖7所示。圖7 頻率仿真結(jié)果圖失真的仿真結(jié)果（波形、數(shù)值） 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值輸入為 55%時(shí)，f=699.327Hz，電壓 13.453v，f 不等于 f0，波形嚴(yán)重失真。失真波形圖如圖8所示。圖8 失真波形圖 課程設(shè)計(jì)說明書 NO.8 失真時(shí)電壓如圖9所示。圖9 失真時(shí)電壓圖 失真時(shí)頻率如圖10所示。圖10 失真時(shí)頻率圖 3.2理論值相比較誤差原因。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值輸入為 25%時(shí)，f=1038Hz，頻率略大于設(shè)計(jì)的要求1000HZ，電壓有效值3.41v，幅度。存在誤差的原因主要是元件參數(shù)誤差如的

8、取值，測(cè)量誤差人為因素和外部壞境所引起的誤差。4設(shè)計(jì)體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)，要求完成正弦波發(fā)生器的設(shè)計(jì)，通過查閱書籍鞏固了課堂上學(xué)的有關(guān)知識(shí)，又充分利用書本知識(shí)，利用Multisim 編輯軟件進(jìn)行了自己設(shè)計(jì)的波形圖。本次設(shè)計(jì)較為順利，在電阻的取值方面進(jìn)行了較多考慮，花費(fèi)了較多時(shí)間，其實(shí)通過滑動(dòng)變阻器即可解決，以后要善于發(fā)散思維。本設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單，仿真較為成功，但還是和給 課程設(shè)計(jì)說明書 NO.9定值有所差別。進(jìn)一步研究合適的將會(huì)有所幫助。通過這次課程設(shè)計(jì),我收獲了很多，比如Multisim 編輯軟件基本使用和如何做課設(shè)，更懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是非常重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知

9、識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，通過實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證，提高了自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，例如剛開始軟件不會(huì)用，自己摸索著一點(diǎn)一點(diǎn)來(lái)做，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)，掌握得不夠好，通過這次課程設(shè)計(jì)之后，把以前所學(xué)過的東西重新溫故。通過學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)輔助軟件使我可以單獨(dú)運(yùn)用軟件編輯簡(jiǎn)單的模擬電路圖,并可以利用編輯軟件對(duì)電路進(jìn)一步的電路設(shè)計(jì),在掌握了電路設(shè)計(jì)方法的同時(shí)也加深了對(duì)課本知識(shí)的理解和綜合的運(yùn)用,培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力,并為以后學(xué)習(xí)專業(yè)課打下了一定的基礎(chǔ). 在學(xué)習(xí)Multisim 編輯軟件的過程中提高了我獨(dú)立思考和實(shí)踐的能力，讓我對(duì)這門課程加深了認(rèn)識(shí)，總之，課程設(shè)計(jì)是一門十分實(shí)用的課，它鍛煉了我的獨(dú)立思考和實(shí)踐能力，讓我掌握了初步的電路設(shè)計(jì)方法，在掌握了設(shè)計(jì)方法的同時(shí)也加深了對(duì)課程知識(shí)的理解和綜合的應(yīng)用，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。這次課設(shè)讓我受益匪淺，希望多做一些課設(shè)來(lái)提高自己的能力。5參考文獻(xiàn)1童詩(shī)白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第三版)M.北京：高等教育出版社，20012楊剛. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) M.北京:電子工業(yè)出版社，2004 3楊志忠. 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008 4王建珍. 數(shù)字電