模电课程设计_模电课程设计图文

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设计题目

正弦波方波三角波产生电路

电子信息工程082 姓名：XXX

学号:XXXXXXX

目录

1设计的目的及任务…………………………………………………（3）

1．1 课程设计的目的……………………………………………（3）1．2 课程设计的任务与要求……………………………………（3）1．3 课程设计的技术指标………………………………………（3）总体电路设方案……………………………………………………（4）

2.1 正弦波发生电路的工作原理…………………………………（4）2.2 正弦波转换方波电路的工作原理……………………………（5）2.3 方波转换成三角波电路的工作原理…………………………（7）2.4 总电路图………………………………………………………（8）

3单元电路设计…………………………………………………………（9）

3.1 正弦波发生电路的设计………………………………………（9）3.2 正弦波转换方波电路的设计…………………………………（10）3.3 方波转换成三角波电路的设计………………………………（12）电路调试或仿真 ……………………………………………………（14）

4．1 电路仿真……………………………………………………（14）4．2 调试方法与调试过程………………………………………（12）收获体会……………………………………………………………（15）参考文献……………………………………………………………（16）

一 设计的目的及任务

1．1课程设计的目的：

1．掌握电子系统的一般设计方法

2．掌握模拟IC器件的应用

3．培养综合应用所学知识来指导实践的能力 4．掌握常用元器件的识别和测试

5．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法

1．2课程设计任务与要求：

1.设计一个能产生正弦波、方波、三角波信号发生器，2能同时输出一定频率一定幅度的3种波形：正弦波、和三

角波；

3可以用±12V或±15V直流稳压电源供电；

1．3 课程设计的技术指标：

1．设计、组装、调试函数发生器

2．输出波形：正弦波、方波、三角波； 3．频率范围 ：在10－10000Hz范围内可调 ；

4．输出电压：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正

弦波UＰ－Ｐ>1V。

RC正弦波振荡电路

常见的RC正弦波振荡电路是RC串并联式正弦波振荡电路，它又被称为文氏桥正弦波振荡电路。

串并联网络在此作为选频和反馈网络。它的电路图如图（1）所示： 它的起振条件为：

。它的振荡频率为：

它主要用于低频振荡。要想产生更高频率的正弦信号，一般采用LC正弦波振荡电路。它的振荡频率为：

。石英振荡器的特点是其振荡频率特别稳定，它常用于振荡频率高度稳定的的场合。

图（1）

2.2 正弦波转换方波电路的工作原理:

在单限比较器中，输入电压在阀值电压附近的任何微小变化，都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。而滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因此也就具有一定的抗干扰能

力。从反向输入端输人的滞回比较器电路如图1a所示，滞回比较器电路中引人了正反馈。从集成运放输出端的限幅电路可以看出，UO＝±UZ。集成运放反相输人端电位UP＝UI同相输入端电位

令UN=UP求出的uI就是阀值电压，因此得出

输出电压在输人电压u，等于阀值电压时是如何变化的呢？假设uI+UT，那么UN一定大于uP，因而UO＝-UZ，所以uP＝-UT。只有当输人电压UI减小到-UT，再减小一个无穷小量时，输出电压UO才会从-UT跃变为+UT。可见，UO从+UT跃变为-UT和从-UT跃变为+UT的阀值电压是不同的，电压传输特性如图b)所不。

从电压传输特性上可以看出，当-UT＜uI＜+UT时，UO可能是-UT，也可能是+UT。如果uI是从小于-UT，的值逐渐增大到-UT

实际上，由于集成运放的开环差模增益不是无穷大，只有当它的差模输人电压足够大时，输出电压UO才为±UZ。UO在从+UT变为-UT或从-UT变为+UT的过程中，随着uI的变化，将经过线性区，并需要一定的时间。滞回比较器中引人了正反馈，加快了UO的转换速度。例如，当UO＝+UZ、uP=+UT时，只要uI略大于+UT足以引起UO的下降，即会产生如下的正反馈过程：UO的下降导致uP下降，而UP的下降又使得UO进一步下降，反馈的结果使UO迅速变为－UT，从而获得较为理想的电压传输特性。本电路中该电路的作用是将正弦信号转变成方波信号，其传输特性曲线如下图所示：

正弦波传输特性 2.3 方波转换成三角波电路的工作原理：

当输入信号为方波时，其输出信号为三角波，电路波形图如下：

2.4总电路图

三 单元电路设计

3.1 正弦波发生电路的设计

本电路中采用RC桥式正弦波振荡电路产生正弦波，其电路图如下所示

RC桥式正弦振荡电路

该电路Rf回路串联两个并联的二极管，如上图所示串联了两个并联的1BH62，这样利用电流增大时二极管动态电阻减小、电流减小时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。

此时输出电压系数为

Au=1+(Rf+rd)/R1 RC振荡的频率为：f0=1/(2∏RC)该电路中R=51K C=10nF f0=1/(2*3.14*51000*10)≈312Hz T=1/f0=1/312=3.2*10S=3.2ms 用Multisim10.0对电路进行仿真得到下图

3仿真波形

从图中可得出产生的正弦波最大值Umax=13.000V;T=799.220us×4=3196.88us≈3.2ms.F0=1/T=312Hz.仿真得出的数据与理论计算一样，电路正确。

3.2 正弦波转换方波电路的设计

本电路中采用滞回电压比较器将正弦波转成方波，其电路原理如下图所示

滞回电压比较器电路原理图

滞回电压比较器原理前面有描述，此处不赘述。

本电路中用到的稳压管为1N5759A，其稳压电压为±1.7V 电路中阈值电压为：

R2R1 UT1=UREF-UZ

R1R2R1R2

R2R1 UT2=UREF+UZ

R1R2R1R2 本电路中UREF=0，所以

R1 UT1=-UZ

R1R2

UT2=

R1UZ

R1R2

用Multisim10.0对其进行仿真得到如下波形图

波形仿真：

112

t2

四

电路调试或仿真

4．1 电路仿真

电路总体仿真图如下所示

4．2 调试方法与调试过程

总电路图如下所示

六

参考文献

童诗白主编．模拟电子技术基础（第三版）．北京：高教出版社，2001 李万臣主编．模拟电子技术基础与课程设计.哈尔滨工程大学出版社，2001.3 胡宴如主编.模拟电子技术.北京.高等教育出版社，2000