正弦波方波三角波信号发生器.docx
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正弦波方波三角波信号发生器
模拟电路课程设计
课题:
正弦波方波三角波信号发生器
专业:
电气工程及其自动化
班级:
4
学号:
********
******
*******
设计日期:
2013-12-16
成绩:
重庆大学城市科技学院电气学院
正弦波方波三角波信号发生器设计报告
一、设计目的作用
1.掌握简易信号发生器的设计、组装与调试方法。
2.能熟练使用multisim10电路仿真软件对电路进行设计仿真调试。
3.加深对模拟电子技术相关知识的理解及应用。
二、设计要求
设计一个能够输出正弦波、方波、三角波三种波形的信号发生器,性能要求如下:
(1)输出频率为300Hz,误差小于2%。
(2)正弦波输出幅度不小于5V,矩形波输出幅度不小于500mV,三角波输出幅度不小于20mV。
(3)要求波形失真小,电路工作稳定可靠,布线美观。
三、设计的具体实现
1、系统概述
本信号发生器主要由RC桥式震荡器,滞回比较器,积分器三大主要电路模块构成。
经过RC桥式震荡电路产生正弦波,再经过滞回比较电路产生方波,最后经过积分电路产生三角波。
其总的设计原理框图如图1-1:
图1-1系统总体框图
2、 单元电路设计与分析
(1)正弦波产生电路
利用RC桥式震荡电路产生正弦波,原理如图1-2所示,其中的RC串并联支路构成正反馈支路,同时兼并选频网络,R2,R5,以及二极管构成负反馈支路并且稳幅。
图1-2正弦波发生电路原理
调节电位器R2,可以改变负反馈深度,以便于满足震荡的振幅条件和改变波形。
在电位器支路串联两个并联的二极管,利用电流增大时二极管动态电阻减小、电流减小时二极管动态电阻增大的特点,,加入非线性环节,从而使输出电压稳定,两个二极管特性必须匹配,否则将会出现波形正负半周不对称。
电路震荡频率计算公式:
振幅值条件:
正弦波仿真电路如图1-3所示:
图1-3正弦波仿真电路图
1-4正弦波实测波形
(2)方波产生电路
在单限比较器,输入电压在阈值电压附近的任何微小变化,都将引起输出电压的跃变,单限比较器虽然灵敏,但是抗干扰能力比较弱,滞回比较器具有滞回特性,既具有惯性,因而具有一定的抗干扰能力,所以我们在此选择滞回比较器产生方波。
其电路原理图如图1-5。
当输入为正弦波时,产生的是方波,其中稳压管的作用是限幅。
其仿真电路图如图1-6。
方波的幅值为:
图1-5方波产生电路
图1-6方波仿真图
1-7方波实测波形图
(3)三角波产生电路
利用积分产生三角波,其原理如图1-8所示。
图1-8三角波发生原理图
图1-9三角波仿真图
1-10三角波实测波形图
完整仿真电路图见附2.
实做电路图完整图见附3
四、总结
(1):
在设计电路原理图的时候,不能及时找到书本要用的知识所在的的地方,对课本还不够熟悉,模拟电子技术是以后学习的基础,必须对课本非常熟悉。
这在以后还需要加强对基础电路设计的学习。
(2):
在焊接电路的时候,不够熟悉,对元件在电路板上的排版把握不太好,在以后的设计中有待改进。
还有电路的布线不够精美。
(3):
在调试电路方面确实存在很多不足,无论是仿真调试,还是实物调试,在调试的时候需要细心,耐心的观察波形变化,当遇到波形不能出现或者波形失真的时候,应该仔细检查电路,慢慢调试。
(4):
通过这次课程设计,了解了常用元件的识别和测试,常用仪器的使用,以及如何提高电路的性能。
。
(5):
通过自己的实际操作,对电路设计有了初步了解,认识到理论与实际相互结合的重要性。
也认识到实际与理论的差距。
五、附录
附1-所用元器件清单
序号
元件名称
型号
数量
备注
1
运算放大器
LM324
1
2
瓷片电容
0.01uF
2
3
瓷片电容
1uF
1
无极性
4
双向二极管
1N4735
2
二极管
1N4148
2
5
色环电阻
1/4W1kΩ
1
6
微调电阻
3kΩ
1
7
色环电阻
1/4W10kΩ
6
8
色环电阻
1/4W52.3kΩ
2
9
集成块插座
14脚
1
10
万能电路板
10*14cm两连孔
1
11
焊锡丝
0.8mm63%
100cm
12
镀锡线导线
0.12mm2/300V
150cm
附2-完整电路图
附3完整实作电路图
六、参考文献
(1)童诗白,华成英.模拟电子技术基础.高等教育出版社.2006.5
(2)谢礼莹.模拟电路实验技术.重庆大学出版社.2012.2
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