多功能信號發(fā)生器課程設(shè)計

課題：多功能信號發(fā)生器專業(yè)：電子信息工程班級：1班學(xué)號：姓名： 指導(dǎo)教師：汪鑫設(shè)計日期：成績：重慶大學(xué)城市科技學(xué)院電氣學(xué)院多功能信號發(fā)生器設(shè)計報告一、設(shè)計目的作用1.掌握簡易信號發(fā)生器的設(shè)計、組裝與調(diào)試方法。2.能熟練使用multisim10電路仿真軟件對電路進行設(shè)計仿真調(diào)試。3.加深對模擬電子技術(shù)相關(guān)知識的理解及應(yīng)用。二、設(shè)計要求1.設(shè)計任務(wù)設(shè)計一個能夠輸出正弦波、方波、三角波三種波形的信號發(fā)生器，性能要求如下：輸出頻率，f=20Hz-5kHz連續(xù)可調(diào)的正弦波、方波、三角波；輸出正弦波幅度V=0-5V可調(diào)，波形的非線性失真系數(shù)<=5%；輸出三角波幅度V=0-5V可調(diào)。輸出方波幅度可在V=0-12V之間可調(diào)。2.設(shè)計要求設(shè)計電路，計算電路元件參數(shù)，擬定測試方案和步驟；測量技術(shù)指標參數(shù)；寫出設(shè)計報告。三、設(shè)計的具體實現(xiàn)1、系統(tǒng)概述1.1正弦波發(fā)生電路的工作原理:產(chǎn)生正弦振蕩的條件:正弦波產(chǎn)生電路的目的就是使電路產(chǎn)生一定頻率和幅度的正弦波，我們一般在放大電路中引入正反饋，并創(chuàng)造條件，使其產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的振蕩。正弦波產(chǎn)生電路的基本結(jié)構(gòu)是：引入正反饋的反饋網(wǎng)絡(luò)和放大電路。其中：接入正反饋是產(chǎn)生振蕩的首要條件，它又被稱為相位條件；產(chǎn)生振蕩必須滿足幅度條件；要保證輸出波形為單一頻率的正弦波，必須具有選頻特性；同時它還應(yīng)具有穩(wěn)幅特性。因此，正弦波產(chǎn)生電路一般包括：放大電路；反饋網(wǎng)絡(luò)；選頻網(wǎng)絡(luò)；穩(wěn)幅電路個部分。正弦波振蕩電路的組成判斷及分類：放大電路：保證電路能夠有從起振到動態(tài)平衡的過程，電路獲得一定幅值的輸出值，實現(xiàn)自由控制。選頻網(wǎng)絡(luò)：確定電路的振蕩頻率，是電路產(chǎn)生單一頻率的振蕩，即保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩。正反饋網(wǎng)絡(luò)：引入正反饋，使放大電路的輸入信號等于其反饋信號。穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：也就是非線性環(huán)節(jié)，作用是輸出信號幅值穩(wěn)定。2、單元電路設(shè)計與分析2.1正弦波發(fā)生電路的設(shè)計本電路中采用RC橋式正弦波振蕩電路產(chǎn)生正弦波，其電路圖如下所示RC橋式正弦振蕩電路該電路Rf回路串聯(lián)兩個并聯(lián)的二極管，如上圖所示串聯(lián)了兩個并聯(lián)的1BH62，這樣利用電流增大時二極管動態(tài)電阻減小、電流減小時動態(tài)電阻增大的特點，加入非線性環(huán)節(jié)，從而使輸出電壓穩(wěn)定。此時輸出電壓系數(shù)為Au=1+(Rf+rd)/R1RC振蕩的頻率為：f0=1/(2∏RC)該電路中，C=1uFf0=1/(2*3.14*R*10-6)≈20Hz——〉R=8000歐f0=1/(2*3.14*R*10-6)≈5000Hz——〉R=30歐≈0所以可變電阻的范圍是0-8k歐。用Multisim10.0對電路進行仿真得到下圖仿真波形從圖中可得出產(chǎn)生的正弦波U=3.9V;T=1.9×4≈7.6ms.F0=1/T=131Hz.仿真得出的數(shù)據(jù)在理論值范圍之內(nèi)，電路正確。2.2正弦波轉(zhuǎn)換方波電路的設(shè)計本電路中采用滯回電壓比較器將正弦波轉(zhuǎn)成方波，其電路原理如下圖所示滯回電壓比較器電路原理圖滯回電壓比較器原理前面有描述，此處不贅述。本電路中用到的穩(wěn)壓管，其穩(wěn)壓電壓為24V電路中閾值電壓為：UT1=UREF-UZUT2=UREF+UZ本電路中UREF=0，所以UT1=-UZUT2=UZ用Multisim10.0對其進行仿真得到如下波形圖波形仿真：從波形中可以得到方波電壓為±12.7V,與理論誤差不大，可得出電路是正確的。2.3方波轉(zhuǎn)換成三角波電路的設(shè)計本電路中方波轉(zhuǎn)成三角波采用積分電路，其電路原理如下圖所示積分電路圖積分電路U0=-+u0(t1)電路仿真如下圖所示電仿真中三角波,Umax=5.4V2.4仿真電路該電路分為三部分，第一部分為RC橋式正弦振蕩電路，其功能是利用RC振蕩產(chǎn)生特定頻率的正弦波；第二部分為電壓比較器電路，其功能為將正弦波轉(zhuǎn)成方波；第三部分為積分電路，其功能為利用積分電路將方波轉(zhuǎn)成三角波；在正弦波產(chǎn)生電路中f=1/(2∏RC),改變RC的值可以改變電路的信號頻率，在電壓比較器中，改變參考電壓UREF的值可以改變方波的比例。總結(jié)這次課程設(shè)計是我受益匪淺，終生受益。讓我學(xué)到了很多知識以及技能。感謝老師感謝學(xué)校。當拿到課程設(shè)計題目時感覺很茫然，不知道從何入手，只有一張設(shè)計要求、沒有工具、沒有資料、沒有材料，如何能完成設(shè)計要求呢！后來經(jīng)過本人上網(wǎng)查資料了解到電路設(shè)計好了之后可以使用Multisim10對其進行仿真，無需將電路事物圖做出來。用Multisim10對電路進行仿真真的很方便，而且安全，還便于對電路進行修改。本次設(shè)計中采用電路模塊化理念，將本來非常復(fù)雜的電路分解成一個個簡單的單元電路，然后設(shè)計單元電路，單元電路設(shè)計起來就簡單多了。最后將每個單元電路連接起來便成了一個復(fù)雜的，具有特定功能的電路。本