模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計報告

模擬電子技術(shù)課程設(shè)計總結(jié)報告設(shè)計選題：信號發(fā)生器設(shè)計模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計報告一、課題名稱：信號發(fā)生器設(shè)計二、內(nèi)容摘要：掌握方波-三角波-正弦波的設(shè)計方法和調(diào)試技術(shù)，鞏固所學(xué)的相關(guān)理論知識，熟悉常用電子器件的類型和特性，并掌握模擬電路的安裝、測試和調(diào)試的基本技能。三、設(shè)計內(nèi)容與要求1、設(shè)計內(nèi)容：RC橋式正弦波產(chǎn)生電路，頻率分別為300Hz、lKHz、10KHz,輸出幅值300mV~5V可調(diào)、負載1KQ。矩形波電路，頻率3KHz，占空比可調(diào)范圍10%?90%,輸出幅值3V、負載1KQ。三角波電路，頻率1KHz,占空比可調(diào)范圍10%?90%,輸出幅值3V、負載1KQ。多用信號源產(chǎn)生電路，分別產(chǎn)生正弦波、方波、三角波，頻率范圍100Hz~3KHz、輸出幅值25V、負載電阻1KQ。2、設(shè)計要求：根據(jù)技術(shù)指標要求及實驗室條件按時完成原理圖設(shè)計并通過軟件仿真得出波形后完成實際制作過程，做到工藝布局美觀，了解并掌握信號發(fā)生器的原理，學(xué)會解決調(diào)試過程出現(xiàn)的問題，達到理論與實際相統(tǒng)一，并獨立完成課程設(shè)計報告。1、RC橋式正弦波產(chǎn)生電路1KHz正弦波波形10KHz正弦波波形500KHz正弦波波形2、占空比可調(diào)的矩形波電路6t-D55000丄LKey=A1Okfl100nFDIODEVIRTUAL丄罕電IODEVIRTUAL12V一VCCVEEVEER1■VA-S.lkLlR72kQ45-%Key=AI他矩形波波形3、三角波電路U16■107415VEE000.土一R71knFL41k￡lD3■10BQ015VCCCl-II—vM12V5k￡lK-ey=AweMA-T"佃vccVEER51N1202C1Dk￡i5DMK&y=A-12VVEE-12VVEE三角波波形4、多用信號源產(chǎn)生電路0丄0U1丄UA741CDEEVEEC11kClXR81kflXSC1D21N4QQ72kD:Key=AC2豐MuF1N4Q0FveeR11k￡lVEEC3-12V廿eeD&DG—-—^―BZX85-C12BZX85-￡12R9■AA/V1QkQ10uFIflDflKey=JdOVEE-12VS>1T^輸出幅值±5V的正弦波與方波輸出幅值±5V的三角波五、實際制作部分電路圖1N4007GPR5,10kLR5,10kLI0kl丄C1一33nF訊8--50虬Key=B50%R3VCCR750kLKey=C15VVCC3U1AiiLM324AD?50kL"Key=B丄C233nF50%R2

>10kLVEE-RK-1kL3虬U2B8毆1絡(luò)VEELM324AD—VEE-15VD45.1VLLVEE

-15VC333nFU1D1314I——25kL12LM324AD六、整機原理圖，元件參數(shù)1、信號發(fā)生器整機原理圖RC振蕩電路過零比較器RC振蕩電路過零比較器2、波形產(chǎn)生原理以及相關(guān)參數(shù)計算(1)工作原理：首先利用RC振蕩電路通過穩(wěn)幅措施得到不失真的正弦波，再經(jīng)過零比較器將正弦波整形為以f0為頻率的方波，最后方波經(jīng)積分器，得到三角波輸出。面是每一部分的工作原理:A、正弦波產(chǎn)生電路原理正弦振蕩波電路的振蕩條件為：相位平衡和振幅平衡是正弦振蕩電路產(chǎn)生持續(xù)振蕩的兩個條件。A正弦振蕩波電路的振蕩條件為：相位平衡和振幅平衡是正弦振蕩電路產(chǎn)生持續(xù)振蕩的兩個條件。A1111岳堆瀕網(wǎng)絡(luò)iOO上圖為RC橋式振蕩電路的原理圖，這個電路由兩部分構(gòu)成，即放大電路號和選頻網(wǎng)絡(luò)Fv放大電路號和選頻網(wǎng)絡(luò)Fv。電路振蕩的頻率：fo12nRC起振條件：開始時,Av=l+Rf/Rl略大于3,達到平衡狀態(tài)時,Av=3,Fv=1/3。調(diào)整反饋電阻R,使電路起振，且波形失真最小。如不能起f振，則說明負反饋太強，應(yīng)適當(dāng)加大R。如波形失真嚴重，則應(yīng)適f當(dāng)減小Ro改變選頻網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)C或R,即可調(diào)節(jié)振蕩頻率。一般采f用改變電阻R調(diào)節(jié)頻率。B、方波產(chǎn)生電路原理方波產(chǎn)生電路是在遲滯比較器的基礎(chǔ)上，增加了一個由R、C組成的f積分電路，把輸出經(jīng)R、C反饋到比較器的反相端。在比較器的輸出f端引入限流電阻R和兩個背靠背的雙向穩(wěn)壓管就組成了一個如圖所示的雙向限幅方波發(fā)生電路。由于遲滯比較器中正反饋的作用，電源接通后瞬間，輸出便進入飽和狀態(tài)。泯￡丄門（1十眷）

C、三角波產(chǎn)生電路原理三角波產(chǎn)生電路如圖所示，它包括同相輸入遲滯比較器和充放電時間常數(shù)不等的的積分器兩部分，共同構(gòu)成鋸齒波產(chǎn)生電路。O三角波幅值:omO三角波幅值:omRiuRz23、實際制作所用儀器及器件信號發(fā)生器兀件清單（模電課程設(shè)計）序號名稱型號規(guī)格單位數(shù)量備注1集成電路LM324塊3U1、U2、U32二極管IN4007個3D1、D23穩(wěn)壓管5.1V個2D3、D44電阻1k1/8W個2R1、R45電阻3k1/8W個1R96電阻5k1/8W個1R47電阻10k1/8W個3R6、R2、R59電阻25k1/8W個1R1210電位器50k1/8W個4R3、R7、R811瓷片電容33nF(0.033uF)個3C1、C2、C412瓷片電容20nF(0.02uF)個1C3七、安裝調(diào)試合理布局，在pcb板上進行元器件的焊接，焊接完成后用萬用表對電路進行實際測量與調(diào)試，并調(diào)整電路原件參數(shù)，解決存在的問題和電路故障。正弦波的失真可以通過調(diào)節(jié)電位器R3,同時調(diào)節(jié)R7,和R8可以改變正弦波的頻率，本次實驗應(yīng)將電位器R7和R8調(diào)至25千歐，R3調(diào)至略大于8千歐，使正弦波起振，如果正弦波失真可以通過調(diào)節(jié)R3。八、測試結(jié)果及實驗分析1、測試過程安裝調(diào)試過后電路接上直流電源，用雙蹤示波器進行測試，再插入芯片，使之能分別按要求輸出穩(wěn)定的正弦波、方波和三角波，性能指標如下：正弦波：諧波失真度一般要求小于3%三角波：非線性失真度一般要求小于2%方波：上升沿和下降沿時間一般要求小于2陰2、實驗分析（1）無波形出現(xiàn)當(dāng)測試電路沒有問題時，接上電源之后無波形出現(xiàn)，原因一般有兩點：一是芯片燒壞了，二是沒有達到振蕩條件，即不能起振。（2）波形失真正弦波失真可以通過調(diào)節(jié)電位器R3。九、收獲體會在這次模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計中我學(xué)到了很多關(guān)于模電實踐方面的知識，不僅在理論知識的基礎(chǔ)上有了一定的鞏固，而且也提高了我的動手能力，更重要的是鍛煉了我分析問題和解決問題的能力。從開始的設(shè)計仿真到后來的實際制作再到最后的測試調(diào)節(jié)，這中間的每一個環(huán)節(jié)都能使我學(xué)到很多平時沒有深入考慮的知識，同時我也了解到理論與實際相結(jié)合對于我們工科學(xué)生的重要性。在上個學(xué)期我們就有接觸到multisim10.0的學(xué)習(xí)，這次電路的設(shè)計與仿真我們通過借助于這個軟件來完成的，在加深對此軟件的應(yīng)用的同時，我也學(xué)會了對于設(shè)計過程中出現(xiàn)的一些問題的分析與解決，尤其對于波形失真的情況，通過理論值的計算和仿真結(jié)果的比較可以發(fā)現(xiàn)沒有加入穩(wěn)幅措施時，波形會出現(xiàn)嚴重的失真，加入穩(wěn)幅措施后，再調(diào)節(jié)電位器，使振蕩電路達到正弦波穩(wěn)定振蕩的條件后，即可看到示波器上出現(xiàn)不失真的正弦波。在實際制作部分，對于pcb板的焊接要注意不能出現(xiàn)虛焊，焊錫絲也不能使用過多，在布局美觀的基礎(chǔ)上還應(yīng)該注意盡可能減小導(dǎo)線使用的數(shù)目，這樣可以精簡電路而不至于太過復(fù)雜，更易于電路的檢查。在測試波形之前，應(yīng)先用萬用表對電路進行檢測，在排除了所有問題之后再插入芯片進行波形的檢測與調(diào)試。而我在這次實驗中忽略了這一點，導(dǎo)致我在測試很多次之后，未能檢測出波形，當(dāng)我認真分析了電路之后，再用萬用表測試，發(fā)現(xiàn)有一個焊點出現(xiàn)虛焊，還有兩個要串聯(lián)的元件沒有接在一起導(dǎo)致電路斷路，在解決了這些問題之后，終于顯示出不失真的正弦波與方波，但是三角波卻出現(xiàn)了一點明顯的失真，后來分析電路圖以及波形形成的原理，才發(fā)現(xiàn)是積分電路的時間常數(shù)出現(xiàn)了一點問題，但是由于此次實驗的電路圖并未使用電位器，而且也沒有深入細致的分析，沒有考慮到要使用電位器，通過實際制作，才發(fā)現(xiàn)實驗室有提供四個電位器，實際上就是要我們自己發(fā)現(xiàn)問題，并能具體解決問題，如果將積分器中的電阻改為電位器，那么實際測試時我們就可以通過改變電阻值來調(diào)節(jié)三角波，使之輸出的波形不失真。這次課程設(shè)計使我了解了自己的能力，也發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足，更是明白了實踐與理論相結(jié)合的重要性，