模擬電子技術基礎課程設計報告

模擬電子技術課程設計總結報告設計選題：信號發(fā)生器設計模擬電子技術基礎課程設計報告一、課題名稱：信號發(fā)生器設計二、內容摘要：掌握方波-三角波-正弦波的設計方法和調試技術，鞏固所學的相關理論知識，熟悉常用電子器件的類型和特性，并掌握模擬電路的安裝、測試和調試的基本技能。三、設計內容與要求1、設計內容：RC橋式正弦波產生電路，頻率分別為300Hz、lKHz、10KHz,輸出幅值300mV~5V可調、負載1KQ。矩形波電路，頻率3KHz，占空比可調范圍10%?90%,輸出幅值3V、負載1KQ。三角波電路，頻率1KHz,占空比可調范圍10%?90%,輸出幅值3V、負載1KQ。多用信號源產生電路，分別產生正弦波、方波、三角波，頻率范圍100Hz~3KHz、輸出幅值25V、負載電阻1KQ。2、設計要求：根據(jù)技術指標要求及實驗室條件按時完成原理圖設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，學會解決調試過程出現(xiàn)的問題，達到理論與實際相統(tǒng)一，并獨立完成課程設計報告。1、RC橋式正弦波產生電路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、波形產生原理以及相關參數(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生持續(xù)振蕩的兩個條件。A1111岳堆瀕網絡iOO上圖為RC橋式振蕩電路的原理圖，這個電路由兩部分構成，即放大電路號和選頻網絡Fv放大電路號和選頻網絡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，應適當加大R。如波形失真嚴重，則應適f當減小Ro改變選頻網絡的參數(shù)C或R,即可調節(jié)振蕩頻率。一般采f用改變電阻R調節(jié)頻率。B、方波產生電路原理方波產生電路是在遲滯比較器的基礎上，增加了一個由R、C組成的f積分電路，把輸出經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、三角波產生電路原理三角波產生電路如圖所示，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，共同構成鋸齒波產生電路。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試，并調整電路原件參數(shù)，解決存在的問題和電路故障。正弦波的失真可以通過調節(jié)電位器R3,同時調節(jié)R7,和R8可以改變正弦波的頻率，本次實驗應將電位器R7和R8調至25千歐，R3調至略大于8千歐，使正弦波起振，如果正弦波失真可以通過調節(jié)R3。八、測試結果及實驗分析1、測試過程安裝調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節(jié)電位器R3。九、收獲體會在這次模擬電子技術基礎課程設計中我學到了很多關于模電實踐方面的知識，不僅在理論知識的基礎上有了一定的鞏固，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。從開始的設計仿真到后來的實際制作再到最后的測試調節(jié)，這中間的每一個環(huán)節(jié)都能使我學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合對于我們工科學生的重要性。在上個學期我們就有接觸到multisim10.0的學習，這次電路的設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用的同時，我也學會了對于設計過程中出現(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，在布局美觀的基礎上還應該注意盡可能減小導線使用的數(shù)目，這樣可以精簡電路而不至于太過復雜，更易于電路的檢查。在測試波形之前，應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試。而我在這次實驗中忽略了這一點，導致我在測試很多次之后，未能檢測出波形，當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節(jié)三角波，使之輸出的波形不失真。這次課程設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合的重要性，