模電課程設(shè)計(jì)---波形發(fā)生器

1、<p><b>　　本科生課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目： 函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì) </p><p>　　課 程： 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) </p><p>　　專 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 </p><p>　　

2、班 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p><b>　　第 一 部 分</b></p><p><b>　　任</b></p><p><b>　　務(wù)<

3、;/b></p><p><b>　　及</b></p><p><b>　　指</b></p><p><b>　　導(dǎo)</b></p><p><b>　　書(shū)</b></p><p>　　（含課程設(shè)計(jì)計(jì)劃安排）</p&

4、gt;<p>　　《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)指導(dǎo)書(shū)</p><p>　　課題：函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)</p><p>　　一個(gè)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作過(guò)程所涉及的知識(shí)面很廣；加上電子技術(shù)的發(fā)展異常迅速，新的電子器件的功能在不斷提升，新的設(shè)計(jì)方法不斷發(fā)展，新的工藝手段層出不窮，它們對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作方法提出了新的挑戰(zhàn)。但對(duì)于初次涉足電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作來(lái)說(shuō)，了解并實(shí)踐一下電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)

5、、制作的基本過(guò)程是很有必要的。由于所涉及的知識(shí)面很廣，相應(yīng)的具體內(nèi)容請(qǐng)參考本文中提示的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》、《電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》等書(shū)的有關(guān)章節(jié)。</p><p>　　一、函數(shù)發(fā)生器的簡(jiǎn)介</p><p>　　函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動(dòng)產(chǎn)生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，使用的器件可以是分立器件 (如低頻信

6、號(hào)函數(shù)發(fā)生器S101全部采用晶體管)，也可以采用集成電路(如單片函數(shù)發(fā)生器模塊8038)。為進(jìn)一步掌握電路的基本理論及實(shí)驗(yàn)調(diào)試技術(shù)，本課題采用由集成運(yùn)算放大器與晶體管差分放大器共同組成的方波—三角波—正弦波函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的方案有多種，如首先產(chǎn)生正弦波，然后通過(guò)整形電路將正弦波變換成方波，再由積分電路將方波變成三角波；也可以首先產(chǎn)生三角波—方波，再將三角波變成正

7、弦波或?qū)⒎讲ㄗ兂烧也ǖ鹊?。本課題采用先產(chǎn)生方波—三角波，再將三角波變換成正弦波的電路設(shè)計(jì)方法，</p><p>　　一、函數(shù)發(fā)生器的工作原理</p><p>　　本課題中函數(shù)發(fā)生器電路組成框圖如下所示：</p><p>　　由比較器和積分器組成方波—三角波產(chǎn)生電路，比較器輸出的方波經(jīng)積分器得到三角波，三角波到正弦波的變換電路主要由差分放大器來(lái)完成。差分放大器具有工

8、作點(diǎn)穩(wěn)定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。特別是作為直流放大器時(shí)，可以有效地抑制零點(diǎn)漂移，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1．掌握電子系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法</p><p>　　2．掌握模擬IC器件的應(yīng)用</p&

9、gt;<p>　　3．培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐的能力</p><p>　　三、設(shè)計(jì)要求及技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　1．設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試函數(shù)發(fā)生器</p><p>　　2．輸出波形：正弦波、方波、三角波；</p><p>　　3．頻率范圍 ：在10－10000Hz范圍內(nèi)可調(diào) ；</p><p>　

10、　4．輸出電壓：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ>1V；</p><p>　　四、設(shè)計(jì)所用儀器及器件</p><p><b>　　1．直流穩(wěn)壓電源</b></p><p><b>　　2．雙蹤示波器</b></p><p><b>　　3．萬(wàn)用表</b

11、></p><p><b>　　4．運(yùn)放741</b></p><p><b>　　5．電阻、電容若干</b></p><p><b>　　6．三極管</b></p><p><b>　　7．面包板</b></p><p>&

12、lt;b>　　五、日程安排</b></p><p>　　1．布置任務(wù)、查閱資料，方案設(shè)計(jì)　?。ㄒ惶欤?lt;/p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，查閱參考資料，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)及可行性論證，確定設(shè)計(jì)方案，畫(huà)出詳細(xì)的原理圖。</p><p>　　2．上機(jī)在EDB（或EDA）對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行模擬仿真調(diào)試、畫(huà)電路原理接線圖 （半天）</p><p&g

13、t;　　要求在虛擬儀器上觀測(cè)到正確的波形并達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。</p><p>　　3．電路的裝配及調(diào)試　　（兩天半）</p><p>　　在面包板上對(duì)電路進(jìn)行裝配調(diào)試，使其全面達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，最終通過(guò)驗(yàn)收。</p><p>　　4．總結(jié)報(bào)告　　 （一天）</p><p>　　六、課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容：</p><p&

14、gt;　　總結(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程，寫出設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)計(jì)報(bào)告具體內(nèi)容要求如下：</p><p>　　1．課程設(shè)計(jì)的目和設(shè)計(jì)的任務(wù)</p><p>　　2．課程設(shè)計(jì)的要求及技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　3．總方案的確定并畫(huà)出原理框圖。</p><p>　　4．各組成單元電路設(shè)計(jì)，及電路的原理、工作特性(結(jié)合設(shè)計(jì)圖寫) </p><p>

15、;　　5．總原理圖，工作原理、工作特性（結(jié)合框圖及電路圖講解）。</p><p>　　6．電路安裝、調(diào)試步驟及方法，調(diào)試中遇到的問(wèn)題，及分析解決方法。</p><p>　　7．實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，改進(jìn)意見(jiàn)及收獲。</p><p><b>　　8．體會(huì)。</b></p><p>　　七、電子電路設(shè)計(jì)的一般方法：</p>

16、;<p>　　1．仔細(xì)分析產(chǎn)品的功能要求，利用互連網(wǎng)、圖書(shū)、雜志查閱資料，從中提取相關(guān)和最有價(jià)值的信息、方法。</p><p>　　（1）設(shè)計(jì)總體方案。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)單元電路、選擇元器件、根據(jù)需要調(diào)整總體方案</p><p>　?。?）計(jì)算電路（元件）參數(shù)。</p><p>　　（4）繪制總體電路初稿</

17、p><p>　?。?）上機(jī)在EDB（或EDA）電路實(shí)驗(yàn)仿真。</p><p>　?。?）繪制總體電路。</p><p>　　2．明確電路圖設(shè)計(jì)的基本要求進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。并上機(jī)在EDB（或EDA）上進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)仿真，電路圖設(shè)計(jì)已有不少的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，利用這些軟件可顯著減輕了人工繪圖的壓力，電路實(shí)驗(yàn)仿真大大減少人工重復(fù)勞動(dòng)，并可幫助工程技術(shù)人員調(diào)整電路的整體布局，減少電

18、路不同部分的相互干擾等等。</p><p>　　3．掌握常用元器件的識(shí)別和測(cè)試。電子元器件種類繁多，并且不斷有新的功能、性能更好的元器件出現(xiàn)。需要通過(guò)互連網(wǎng)、圖書(shū)、雜志查閱它們的識(shí)別和測(cè)試方法。對(duì)于常用元器件，不少手冊(cè)有所介紹。</p><p>　　4、熟悉常用儀表，了解電路調(diào)試的基本方法。通過(guò)排除電路故障，提高電路性能的過(guò)程，鞏固理論知識(shí),提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。</p>

19、<p>　　5、獨(dú)立書(shū)寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p><b>　　第 二 部 分</b></p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p&

20、gt;<b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　報(bào)</b></p><p><b>　　告</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1設(shè)計(jì)的目的及任務(wù)……………………………………………………………（1）<

21、;/p><p>　　1.1 課程設(shè)計(jì)的目的……………………………………………………… （1）</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求……………………………………………… （1）</p><p>　　1.3 課程設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)………………………………………………… （1）</p><p>　　2 電路設(shè)計(jì)總方案及原理框圖………………………

22、……………………… （2）</p><p>　　2.1 電路設(shè)計(jì)原理框圖…………………………………………………… （2）</p><p>　　2.2 電路設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)…………………………………………………… （2）</p><p>　　3 各部分電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………… （3）</p><p>　　3.1 方波發(fā)

23、生電路的工作原理…………………………………………… （3）</p><p>　　3.2 方波---三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理………………………………… (3）</p><p>　　3.3 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的工作原理…………………………… （5） </p><p>　　3.4電路的參數(shù)選擇及計(jì)算……………………………………………… （7）</p>

24、<p>　　3.5 總電路圖……………………………………………………………… （10）</p><p>　　4 電路仿真…………………………………………………………………… （11）</p><p>　　4.1 方波---三角波發(fā)生電路的仿真…………………………………… （11）</p><p>　　4.2 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的仿真………………

25、………………… （11）</p><p>　　5 電路的安裝與調(diào)試………………………………………………………… （13）</p><p>　　5.1 方波---三角波發(fā)生電路的安裝與調(diào)試…………………………… （13）</p><p>　　5.2 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的安裝與調(diào)試………………………… （13）</p><p>　　5.3

26、 總電路的安裝與調(diào)試…………………………………………………（13）</p><p>　　5.4 電路安裝與調(diào)試中遇到的問(wèn)題及分析解決方法……………………（14）</p><p>　　6電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果…………………………………………………………… （16）</p><p>　　6.1 方波---三角波發(fā)生電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果……………………………… （16）</p&g

27、t;<p>　　6.2 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果…………………………… （16）</p><p>　　6.3 實(shí)測(cè)電路波形、誤差分析及改進(jìn)方法…………………………… （17）</p><p>　　7 收獲與體會(huì)………………………………………………………………… （18）</p><p>　　8 儀器儀表明細(xì)清單……………………………………

28、…………………… （19）</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… （20）</p><p>　　1．設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1掌握電子系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法</p><p>　　2掌握模擬

29、IC器件的應(yīng)用</p><p>　　3培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐的能力</p><p>　　4掌握常用元器件的識(shí)別和測(cè)試</p><p>　　5熟悉常用儀表，了解電路調(diào)試的基本方法</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)方波——三角波——正弦波函數(shù)信號(hào)發(fā)生

30、器</p><p>　　1.3課程設(shè)計(jì)的要求及技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　1設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試函數(shù)發(fā)生器</p><p>　　2輸出波形：正弦波、方波、三角波；</p><p>　　3頻率范圍 ：在10－10000Hz范圍內(nèi)可調(diào) ；</p><p>　　4輸出電壓：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ

31、－Ｐ>1V；</p><p>　　2．函數(shù)發(fā)生器總方案及原理框圖</p><p>　　2.1 電路設(shè)計(jì)原理框圖</p><p>　　圖2–1函數(shù)發(fā)生器電路組成框圖</p><p>　　2.2電路設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動(dòng)產(chǎn)生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器

32、。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，使用的器件可以是分立器件 (如低頻信號(hào)函數(shù)發(fā)生器S101全部采用晶體管)，也可以采用集成電路(如單片函數(shù)發(fā)生器模塊8038)。為進(jìn)一步掌握電路的基本理論及實(shí)驗(yàn)調(diào)試技術(shù)，本課題采用由集成運(yùn)算放大器與晶體管差分放大器共同組成的方波—三角波—正弦波函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的方案有多種，如首先產(chǎn)生正弦波，然后通過(guò)整形電路將正弦

33、波變換成方波，再由積分電路將方波變成三角波；也可以首先產(chǎn)生三角波—方波，再將三角波變成正弦波或?qū)⒎讲ㄗ兂烧也ǖ鹊?。本課題采用先產(chǎn)生方波—三角波，再將三角波變換成正弦波的電路設(shè)計(jì)方法，</p><p>　　本課題中函數(shù)發(fā)生器電路組成框圖如下所示：</p><p>　　由比較器和積分器組成方波—三角波產(chǎn)生電路，比較器輸出的方波經(jīng)積分器得到三角波，三角波到正弦波的變換電路主要由差分放大器來(lái)完成

34、。差分放大器具有工作點(diǎn)穩(wěn)定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。特別是作為直流放大器時(shí)，可以有效地抑制零點(diǎn)漂移，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。</p><p><b>　　3．各部分電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 方波發(fā)生電路的工作原理</p><p>　　此電路由反相輸入

35、的滯回比較器和RC電路組成。RC回路既作為延遲環(huán)節(jié)，又作為反饋網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)RC充、放電實(shí)現(xiàn)輸出狀態(tài)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。設(shè)某一時(shí)刻輸出電壓Uo=+Uz,則同相輸入端電位Up=+UT。Uo通過(guò)R3對(duì)電容C正向充電，如圖中實(shí)線箭頭所示。反相輸入端電位n隨時(shí)間t的增長(zhǎng)而逐漸增高，當(dāng)t趨于無(wú)窮時(shí)，Un趨于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo從+Uz躍變?yōu)?Uz,與此同時(shí)Up從+Ut躍變?yōu)?Ut。隨后，Uo又通過(guò)R3對(duì)電容C反向充電，如圖中虛線箭頭

36、所示。Un隨時(shí)間逐漸增長(zhǎng)而減低，當(dāng)t趨于無(wú)窮大時(shí)，Un趨于-Uz；但是，一旦Un=-Ut,再減小，Uo就從-Uz躍變?yōu)?Uz，Up從-Ut躍變?yōu)?Ut，電容又開(kāi)始正相充電。上述過(guò)程周而復(fù)始，電路產(chǎn)生了自激振蕩。</p><p>　　3.2 方波---三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理</p><p>　　圖3-1 方波—三角波產(chǎn)生電路</p><p>　　圖3-2比較器的電壓

37、傳輸特性 圖3–3方波----三角波變換</p><p><b>　　工作原理如下：</b></p><p>　　若a點(diǎn)斷開(kāi)，運(yùn)算發(fā)大器A1與R1、R2及R3、RP1組成電壓比較器，C1為加速電容，可加速比較器的翻轉(zhuǎn)。運(yùn)放的反相端接基準(zhǔn)電壓，即U-=0，同相輸入端接輸入電壓Uia，R1稱為平衡電阻。比較器的輸出Uo1的高電平等于正電源電壓+Vcc

38、，低電平等于負(fù)電源電壓-Vee（|+Vcc|=|-Vee|）, 當(dāng)比較器的U+=U-=0時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出Uo1從高電平跳到低電平-Vee,或者從低電平Vee跳到高電平Vcc。設(shè)Uo1=+Vcc,則 </p><p>　　將上式整理，得比較器翻轉(zhuǎn)的下門限單位Uia-為</p>

39、<p>　　若Uo1=-Vee,則比較器翻轉(zhuǎn)的上門限電位Uia+為</p><p><b>　　比較器的門限寬度</b></p><p>　　由以上公式可得比較器的電壓傳輸特性，如圖3-71所示。</p><p>　　a點(diǎn)斷開(kāi)后，運(yùn)放A2與R4、RP2、C2及R5組成反相積分器，其輸入信號(hào)為方波Uo1，則積分器的輸出Uo2為　<

40、/p><p><b>　　時(shí)，</b></p><p><b>　　時(shí)，</b></p><p>　　可見(jiàn)積分器的輸入為方波時(shí)，輸出是一個(gè)上升速度與下降速度相等的三角波，其波形關(guān)系下圖所示。</p><p>　　a點(diǎn)閉合，既比較器與積分器首尾相連，形成閉環(huán)電路，則自動(dòng)產(chǎn)生方波-三角波。三角波的幅度為&l

41、t;/p><p>　　方波-三角波的頻率f為</p><p>　　由以上兩式可以得到以下結(jié)論：</p><p>　　電位器RP2在調(diào)整方波-三角波的輸出頻率時(shí)，不會(huì)影響輸出波形的幅度。若要求輸出頻率的范圍較寬，可用C2改變頻率的范圍，PR2實(shí)現(xiàn)頻率微調(diào)。</p><p>　　方波的輸出幅度應(yīng)等于電源電壓+Vcc。三角波的輸出幅度應(yīng)不超過(guò)電源電壓+

42、Vcc。</p><p>　　電位器RP1可實(shí)現(xiàn)幅度微調(diào)，但會(huì)影響方波-三角波的頻率。</p><p>　　3.3 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的工作原理</p><p>　　三角波——正弦波的變換電路主要由差分放大電路來(lái)完成。</p><p>　　差分放大器具有工作點(diǎn)穩(wěn)定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。特別是作為直流放大器，可以有效的抑制

43、零點(diǎn)漂移，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。分析表明，傳輸特性曲線的表達(dá)式為： 式中　　</p><p>　　——差分放大器的恒定電流；</p><p>　　——溫度的電壓當(dāng)量，當(dāng)室溫為25oc時(shí)，UT≈26mV。</p><p>　　如果Uid為三角波

44、，設(shè)表達(dá)式為</p><p>　　式中　　Um——三角波的幅度；</p><p>　　T——三角波的周期。</p><p>　　為使輸出波形更接近正弦波，由圖可見(jiàn)：</p><p>　　傳輸特性曲線越對(duì)稱，線性區(qū)越窄越好；</p><p>　　三角波的幅度Um應(yīng)正好使晶體管接近飽和區(qū)或截止區(qū)。</p>&

45、lt;p>　　圖為實(shí)現(xiàn)三角波——正弦波變換的電路。其中Rp1調(diào)節(jié)三角波的幅度，Rp2調(diào)整電路的對(duì)稱性，其并聯(lián)電阻RE2用來(lái)減小差分放大器的線性區(qū)。電容C1,C2,C3為隔直電容，C4為濾波電容，以濾除諧波分量，改善輸出波形。</p><p>　　圖3-4 三角波—正弦波變換電路</p><p>　　圖3–5三角波-----正弦波變換</p><p>　　3.4

46、電路的參數(shù)選擇及計(jì)算</p><p>　　3.4.1.方波-三角波中電容C1變化（關(guān)鍵性變化之一）</p><p>　　實(shí)物連線中，我們一開(kāi)始很長(zhǎng)時(shí)間出不來(lái)波形，后來(lái)將C2從10uf（理論時(shí)可出來(lái)波形）換成0.1uf時(shí)，順利得出波形。實(shí)際上，分析一下便知當(dāng)C2=10uf時(shí)，頻率很低，不容易在實(shí)際電路中實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3.4.2.三角波-正弦波部分<

47、/p><p>　　比較器A1與積分器A2的元件計(jì)算如下。</p><p><b>　　由式（3-61）得</b></p><p><b>　　即</b></p><p>　　取 ，則，取 ，RP1為47KΩ的點(diǎn)位器。區(qū)平衡電阻</p><p><b>　　由式（3-62

48、）</b></p><p><b>　　即</b></p><p>　　當(dāng)時(shí)，取，則，取，為100KΩ電位器。當(dāng)時(shí) ，取以實(shí)現(xiàn)頻率波段的轉(zhuǎn)換，R4及RP2的取值不變。取平衡電阻。</p><p>　　三角波—>正弦波變換電路的參數(shù)選擇原則是：隔直電容C3、C4、C5要取得較大，因?yàn)檩敵鲱l率很低，取，濾波電容視輸出的波形而定，若

49、含高次斜波成分較多，可取得較小，一般為幾十皮法至0.1微法。RE2=100歐與RP4=100歐姆相并聯(lián)，以減小差分放大器的線性區(qū)。差分放大器的幾靜態(tài)工作點(diǎn)可通過(guò)觀測(cè)傳輸特性曲線，調(diào)整RP4及電阻R*確定。</p><p><b>　　3.5 總電路圖</b></p><p>　　圖3-6三角波-方波-正弦波函數(shù)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)電路</p><p>　

50、　先通過(guò)比較器產(chǎn)生方波，再通過(guò)積分器產(chǎn)生三角波，最后通過(guò)差分放大器形成正弦波。</p><p><b>　　4． 電路仿真</b></p><p>　　4.1 方波---三角波發(fā)生電路的仿真</p><p>　　圖4–1方波發(fā)生電路仿真</p><p>　　圖4–2三角波發(fā)生電路仿真</p><p&g

51、t;　　圖4–3方波—三角波發(fā)生電路仿真</p><p>　　4.2 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的仿真</p><p>　　圖4–4正弦波發(fā)生電路仿真</p><p>　　圖4–5三角波—正弦波發(fā)生電路仿真</p><p>　　5 電路的安裝與調(diào)試</p><p>　　5.1 方波---三角波發(fā)生電路的安裝與調(diào)試<

52、;/p><p>　　5.1.1.按裝方波——三角波產(chǎn)生電路</p><p>　　1. 把兩塊741集成塊插入面包板，注意布局；</p><p>　　2. 分別把各電阻放入適當(dāng)位置，尤其注意電位器的接法；</p><p>　　3. 按圖接線，注意直流源的正負(fù)及接地端。</p><p>　　5.1.2.調(diào)試方波——三角波產(chǎn)生電

53、路</p><p>　　1. 接入電源后，用示波器進(jìn)行雙蹤觀察；</p><p>　　2. 調(diào)節(jié)RP1，使三角波的幅值滿足指標(biāo)要求；</p><p>　　3. 調(diào)節(jié)RP2，微調(diào)波形的頻率；</p><p>　　4. 觀察示波器，各指標(biāo)達(dá)到要求后進(jìn)行下一部按裝。</p><p>　　5.2 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的安

54、裝與調(diào)試</p><p>　　5.2.1.按裝三角波——正弦波變換電路</p><p>　　1. 在面包板上接入差分放大電路，注意三極管的各管腳的接線；</p><p>　　2. 搭生成直流源電路，注意R*的阻值選?。?lt;/p><p>　　3. 接入各電容及電位器，注意C6的選取；</p><p>　　4. 按圖接線，

55、注意直流源的正負(fù)及接地端。</p><p>　　5.2.2.調(diào)試三角波——正弦波變換電路</p><p>　　1. 接入直流源后，把C4接地，利用萬(wàn)用表測(cè)試差分放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)；</p><p>　　2. 測(cè)試V1、V2的電容值，當(dāng)不相等時(shí)調(diào)節(jié)RP4使其相等；</p><p>　　3. 測(cè)試V3、V4的電容值，使其滿足實(shí)驗(yàn)要求；</

56、p><p>　　4. 在C4端接入信號(hào)源，利用示波器觀察，逐漸增大輸入電壓，當(dāng)輸出波形剛好不失真時(shí)記入其最大不失真電壓；</p><p>　　5.3 總電路的安裝與調(diào)試</p><p>　　1. 把兩部分的電路接好，進(jìn)行整體測(cè)試、觀察</p><p>　　2. 針對(duì)各階段出現(xiàn)的問(wèn)題，逐各排查校驗(yàn)，使其滿足實(shí)驗(yàn)要求，即使正弦波的峰峰值大于1V。&l

57、t;/p><p>　　5.4調(diào)試中遇到的問(wèn)題及解決的方法</p><p>　　方波-三角波-正弦波函數(shù)發(fā)生器電路是由三級(jí)單元電路組成的,在裝調(diào)多級(jí)電路時(shí)通常按照單元電路的先后順序分級(jí)裝調(diào)與級(jí)聯(lián)。</p><p>　　5.4.1方波-三角波發(fā)生器的裝調(diào)</p><p>　　由于比較器A1與積分器A2組成正反饋閉環(huán)電路，同時(shí)輸出方波與三角波，這兩個(gè)單

58、元電路可以同時(shí)安裝。需要注意的是，安裝電位器RP1與RP2之前，要先將其調(diào)整到設(shè)計(jì)值，如設(shè)計(jì)舉例題中，應(yīng)先使RP1=10KΩ,RP2?。?.5-70）KΩ內(nèi)的任一值,否則電路可能會(huì)不起振。只要電路接線正確，上電后，UO1的輸出為方波，UO2的輸出為三角波，微調(diào)RP1,使三角波的輸出幅度滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求有，調(diào)節(jié)RP2，則輸出頻率在對(duì)應(yīng)波段內(nèi)連續(xù)可變。</p><p>　　5.4.2．三角波---正弦波變換電路的裝調(diào)

59、</p><p>　　按照?qǐng)D3–4所示電路，裝調(diào)三角波—正弦波變換電路。</p><p>　　電路的調(diào)試步驟如下：</p><p>　　（1）經(jīng)電容C4輸入差摸信號(hào)電壓Uid=50v，F(xiàn)i =100Hz正弦波。調(diào)節(jié)Rp4及電阻R*,是傳輸特性曲線對(duì)稱。在逐漸增大Uid。直到傳輸特性曲線形狀入圖3–5所示，記下次時(shí)對(duì)應(yīng)的 Uid即Uidm值。移去信號(hào)源，再將C4左段接

60、地，測(cè)量差份放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)I0 ,Uc1,Uc2,Uc3,Uc4.</p><p>　　(2) Rp3與C4連接，調(diào)節(jié)Rp3使三角波的輸出幅度經(jīng)Rp3等于Uidm值，這時(shí)Uo3的輸出波形應(yīng)接近正弦波，調(diào)節(jié)C6大小可改善輸出波形。如果Uo3的波形出現(xiàn)如圖3—76所示的幾種正弦波失真，則應(yīng)調(diào)節(jié)和改善參數(shù)，產(chǎn)生是真的原因及采取的措施有：</p><p>　　1）鐘形失真 如圖（a）所示，傳

61、輸特性曲線的線性區(qū)太寬，應(yīng)減小Re2。</p><p>　　2）半波圓定或平頂失真 如圖（b）所示，傳輸特性曲線對(duì)稱性差，工作點(diǎn)Q偏上或偏下，應(yīng)調(diào)整電阻R*.</p><p>　　3）非線性失真 如圖（c）所示，三角波傳輸特性區(qū)線性度差引起的失真，主要是受到運(yùn)放的影響。可在輸出端加濾波網(wǎng)絡(luò)改善輸出波形。</p><p>　?。?）性能指標(biāo)測(cè)量與誤差分析<

62、;/p><p>　　1）方波輸出電壓Up—p《=2Vcc是因?yàn)檫\(yùn)放輸出極有PNP型兩種晶體組成復(fù)合互補(bǔ)對(duì)稱電路，輸出方波時(shí)，兩管輪流截止與飲和導(dǎo)通，由于導(dǎo)通時(shí)輸出電阻的影響，使方波輸出度小于電源電壓值。</p><p>　　2）方波的上升時(shí)間T，主要受預(yù)算放大器的限制。如果輸出頻率的限制?？山?lt;/p><p>　　的加速電容C1，一般取C1為幾十皮法。用示波器或脈沖示波

63、器測(cè)量T。</p><p><b>　　6電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p>　　6.1 方波---三角波發(fā)生電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　最大不失真電壓U=2.1V</p><p>　　6.2 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　（1）實(shí)際電路靜態(tài)工作點(diǎn)：<

64、/p><p>　　(2).最后波形：Uo3（正弦波） Uo2（三角波）</p><p>　　測(cè)量值Uo3=0.43V Uo2=0.072V</p><p>　　峰峰值Uo3=1.2162V Uo2=0.2036V</p><p><b>　　:</b></p><p>　　6.3 實(shí)測(cè)電路波形、

65、誤差分析及改進(jìn)方法</p><p>　　將C6替換為由兩個(gè).1uF串聯(lián)或直接拿掉, </p><p>　　C1=0.1uF U=54mv Uo=2.7v >1v</p><p>　　C1=0.01uF U=54mv

66、 Uo=2.8v>1v</p><p>　　Xc=1/W*C,當(dāng)輸出波形為高頻時(shí)，若電容C6較大，則Xc很小，高頻信號(hào)完全被吞并，無(wú)法顯示出來(lái)。</p><p><b>　　7．收獲與體會(huì)</b></p><p>　　模擬電路的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這幾天里面我在紀(jì)老師的帶領(lǐng)下學(xué)到了很多的知識(shí)，尤其是課本上面學(xué)不到的。模電在現(xiàn)

67、代社會(huì)當(dāng)中的重要性就不用多說(shuō)了，通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)我對(duì)模電的認(rèn)識(shí)有提高了一個(gè)新的層次。在課程設(shè)計(jì)的日子里面我們親手實(shí)踐，學(xué)到了很多課本上面學(xué)不到的知識(shí)。</p><p>　　首先是從課本升華到親自動(dòng)手的過(guò)程是很有意思的。在開(kāi)始的第一天下午我和我的搭檔很順利的完成了電路的仿真。由于中午的時(shí)候我們犧牲了午覺(jué)的時(shí)間去摸索那些問(wèn)題，所以下午的時(shí)候我們的步伐比其他人快了一點(diǎn)。不過(guò)在仿真的過(guò)程中間我們還是遇到了很多的問(wèn)題。不

68、過(guò)好在有老師和同學(xué)們的幫助以及自己的理解，所以我們率先完成了仿真。在這一問(wèn)題上面是全班的NO.1。當(dāng)然了，在完成以后自己也很有一種喜悅感。</p><p>　　其次是電路的焊接，剛拿到電路板的時(shí)候我們不知道該怎么做，不過(guò)后來(lái)聽(tīng)了老師的建議，先把手畫(huà)的圖完成，然后再焊接，這樣就能達(dá)到事半功倍的效果，果然我們焊接的步驟也很快。晚上實(shí)驗(yàn)室關(guān)門以后我們又把東西拿到了宿舍來(lái)焊接，終于在晚上十點(diǎn)半的時(shí)候完成了焊接，第二天到了

69、實(shí)驗(yàn)室里面才知道，我們又是NO.1。</p><p>　　然后是數(shù)據(jù)的測(cè)量，這方面是我們的弱項(xiàng)，不過(guò)多虧了老師的幫助，我們很快就完成了數(shù)據(jù)的測(cè)量，再一次成為班級(jí)的第一個(gè)。最后我們很順利的完成了整個(gè)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程。 </p><p>　　在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中尤其要感謝老師的幫助。</p><p>　　8．儀器儀表明細(xì)清單</p><p><

70、b>　　設(shè)計(jì)所用儀器及器件</b></p><p>　　1．直流穩(wěn)壓電源 1臺(tái)</p><p>　　2．雙蹤示波器 1臺(tái)</p><p>　　3．萬(wàn) 用 表 1只</p><p>　　4．運(yùn) 放741 2片</p>&l

71、t;p>　　5．電位器50K 2只 </p><p>　　100K 1只</p><p>　　100Ω 1只</p><p>　　6．電 容470μF 3只</p><p>　　10μF 1只</p><p&g

72、t;　　1μF 1只</p><p>　　0.1μF 2只</p><p>　　0.01μF 1只</p><p>　　7．電 阻100Ω 1只</p><p>　　2K 2只</p><p>　　6.8K

73、 2只</p><p>　　10K 3只</p><p>　　15K 1只</p><p>　　20K 3只 </p><p>　　51K 1只</p><p>　　8．三極管9013 4只</p&

74、gt;<p>　　9．面　包　板 1塊</p><p>　　10．剪　　　刀　　　　　 １把</p><p>　　11．儀器探頭線 2根</p><p>　　12．電 源 線 4根</p><p>　　13．電 烙 鐵 1把</p&g

75、t;<p><b>　　9．參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　童詩(shī)白、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）、2006、高等教育出版社</p><p>　　于 衛(wèi)、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)及綜合實(shí)訓(xùn)教程、2008、華中科技大學(xué)出版社</p><p><b>　　第 三 部 分</b></p><p>