模电课程设计简易信号发生器研究报告.docVIP

第一章 设计的目的及任务 1.1 设计目的 1.11掌握电子系统的一般设计方法 1.12掌握模拟IC器件的应用 1.13培养综合应用所学知识来指导实践的能力 1.14掌握常用元器件的识别和测试 1.15 熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法 1.2设计任务 设计正弦波函数信号发生器 1.3课程设计的要求及技术指标 1.31设计、组装、调试函数发生器 1.32输出波形：正弦波； 1.33频率范围：20Hz~20KHz； 1.34输出电压：不小于1V有效值 1.35失真度：γ= 5% 第二章 函数发生器的总方案及原理框图 2.1 原理框图 图2-1 2.2 函数发生器的总方案 函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件，也可以采用集成电路。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与RC桥式正弦波振荡器共同组成的正弦波函数发生器的设计方法。 本课题中函数发生器电路组成如下所示： 　　采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC振荡电路，它适用于低频振荡，一般用于产生1Hz~1MHz的低频信号。因为对于RC振荡电路来说，增大电阻R即可降低振荡频率，而增大电阻是无需增加成本的。　放大电路是一种直接耦合的多级放大电路， 参数 数量 电阻 7.5k 2 电阻 560k 1 电阻 4.7k 1 电阻 5.1k 2 电阻 24k 2 电阻 3.3k 3 电阻 1k 2 可变电阻 100k 2 电容 104 2 电容 103 2 电容 102 2 电解电容 10uf 4 电解电容 47uf 1 三极管 npn 3 第四章 单元电路设计 3.1 正弦波发生电路的工作原理 正弦波振荡电路是一种选频网络和正反馈网络的放大电路。其自震荡的条件是环路增益为1，即AF=1,。其中A为放大电路的放大倍数，F为反馈系数。为了使电璐能够震起来，还应该是环路增益略大于1。RC振荡电路主要用于产生小于1MHZ的低频信号。 振荡电路是大多数信号发生器电路的核心技术，文氏桥振荡电路为其中的一种，在电路中选择合适的元器件参数，便可得到相应的输出频率和振幅。 原理图为 这种电路可实现频率可调。 3.2．RC选频网路： 经过多次调试，定数据R1=7.5KΩ， R2=7.5KΩ，RW=100K，C1=0.01uf,C2=0.1uf，C3=1uf。 (1) 起振过程： (2) 稳定振荡： (3) 振荡频率 振荡频率由相位平衡条件决定。 φA= 0，仅在 f0处 φF = 0 满足相位平衡条件，所以振荡频率f0= 1/2πRC。 改变R、C可改变振荡频率 RC振荡电路的振荡频率一般在200KHz以下。 振荡频率的调整 3.3．共集放大电路： 在共集电极放大电路中，输入信号是由三极管的基极与集电极两端输入的（在原图里看），再在交流通路里看，输出信号由三极管的集电极与发射极两端获得。因为对交流信号而言，（即交流通路里）集电极是共同接地端， 选： 有： 得： 同样可得： ②．对于第二频段：200Hz~2KHz 由： 选： 有： 得： 同样可得： ②．对于第三频段：2KHz~20KHz 由： 选： 有： 得： 同样可得： 第五章 电路的安装与调试 4.1 静态调试 整个电路连接完之后，就可以对该电路进行调试和检测了，以发现和纠正设计方案的不足之处。 在进行调试和测试之前，首先要对电路进行检查。对照原理图按顺序一一检查，以免产生遗漏。以元件作为中心进行检查，把每个元器件的引脚依次检查，看是否有接错线或者漏接等问题，为了防止出现错误，最好对已经检查好的线路在原理图上做好标记，倘若线路检查无误，则可以对线路进行调试和测试了。 用万用表适当的档位对线路进行测试，看线路是否有短路或者断路等问题，如果出现错误，就立即进行改进，修改再进行调试。 4.2 动态调试 4.2.1 仿真电路： 4.2.2．仿真内容： 调节反馈电阻RW是电路产生正弦波振荡。 测量稳定振荡时输出电压峰值、运放同相端电压峰值、二极管两端电压最大值，分析它们之间的关系。 仿真结果： 图5-2-2正弦波失真 4.2.3．问题： 按照图示中的电路仿真后的结果出现了顶部和底部的失真，经过一系列的计算和调试，我们终于将失真的波形调试成正常的正弦波。 4.2.4，仿真最终结果： 4.3 调试中的注意事项 为了保证效果，必须减小测量误差，提高测