《模電函數(shù)發(fā)生器》課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告圖文.

1、東華理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì)題目:函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)課程:模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)專業(yè):電子科學(xué)技術(shù)班級(jí):學(xué)號(hào):姓名:指導(dǎo)教師:完成日期:第一部分任務(wù)及指導(dǎo)書(含課程設(shè)計(jì)計(jì)劃安排模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)指導(dǎo)書課題:函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)一個(gè)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作過程所涉及的知識(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)、制作來說,了解并實(shí)踐一下電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作的基本過程是很有必要的。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)

2、驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)等書的有關(guān)章節(jié)。函數(shù)發(fā)生器的簡(jiǎn)介函數(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。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

3、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,一、函數(shù)發(fā)生器的工作原理本課題中函數(shù)發(fā)生器電路組成框圖如下所示: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完成。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。圖1-1 函數(shù)發(fā)生器電路組成框圖二、設(shè)計(jì)目的1.掌握電子系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法。2.掌握模擬IC器件的應(yīng)用。3

4、.培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來指導(dǎo)實(shí)踐的能力。三、設(shè)計(jì)要求及技術(shù)指標(biāo)1.設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試函數(shù)發(fā)生器2.輸出波形:正弦波、方波、三角波;3.頻率范圍:在10-10000Hz范圍內(nèi)可調(diào);4.輸出電壓:方波UP-P 24V,三角波UP-P=8V,正弦波UP-P>1V;四、設(shè)計(jì)所用儀器及器件1.直流穩(wěn)壓電源2.雙蹤示波器3.萬用表4.運(yùn)放7415.電阻、電容若干6.三極管7.面包板 五、日程安排1.布置任務(wù)、查閱資料,方案設(shè)計(jì)。(一天根據(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,畫出詳細(xì)的原理圖。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、畫電路原理接線圖。(半天要求在

5、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)。3.電路的裝配及調(diào)試。(兩天半在面包板上對(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),最終通過驗(yàn)收。4.總結(jié)報(bào)告。(一天六、課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容:總結(jié)設(shè)計(jì)過程,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:1.課程設(shè)計(jì)的目和設(shè)計(jì)的任務(wù)2.課程設(shè)計(jì)的要求及技術(shù)指標(biāo)3.總方案的確定并畫出原理框圖。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5.總原理圖,工作原理、工作特性(結(jié)合框圖及電路圖講解。6.電路安裝、調(diào)試步驟及方法,調(diào)試中遇到的問題,及分析解決方法。7.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,改進(jìn)意見及收獲。8.體會(huì)。七、電子電路設(shè)計(jì)的一般方法:1.仔細(xì)分析產(chǎn)

6、品的功能要求,利用互連網(wǎng)、圖書、雜志查閱資料,從中提取相關(guān)和最有價(jià)值的信息、方法。(1設(shè)計(jì)總體方案。(2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。(3計(jì)算電路(元件參數(shù)。(4繪制總體電路初稿。(5上機(jī)在EDB(或EDA電路實(shí)驗(yàn)仿真。(6繪制總體電路。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,減少電路不同部分的相互干擾等等。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、

7、性能更好的元器件出現(xiàn)。需要通過互連網(wǎng)、圖書、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。4、熟悉常用儀表,了解電路調(diào)試的基本方法。通過排除電路故障,提高電路性能的過程,鞏固理論知識(shí),提高解決實(shí)際問題的能力。5、獨(dú)立書寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。第二部分課程設(shè)計(jì)報(bào)告目錄1設(shè)計(jì)的目的及任務(wù) (11.1 課程設(shè)計(jì)的目的 (11.2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求 (11.3 課程設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo) (12 電路設(shè)計(jì)總方案及原理框圖 (22.1 電路設(shè)計(jì)原理框圖 (22.2 電路設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì) (23 各部分電路設(shè)計(jì) (33.1 方波發(fā)生電路的工作原理 (33.2 方波-三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理 (33.3

8、三角波-正弦波轉(zhuǎn)換電路的工作原理 (63.3電路的參數(shù)選擇及計(jì)算 (83.5 總電路圖 (84 電路仿真 (104.1 方波-三角波發(fā)生電路的仿真 (104.2 三角波-正弦波轉(zhuǎn)換電路的仿真 (125 電路的安裝與調(diào)試 (155.1 方波-三角波發(fā)生電路的安裝與調(diào)試 (155.2 三角波-正弦波轉(zhuǎn)換電路的安裝與調(diào)試 (155.3 總電路的安裝與調(diào)試 (155.4 電路安裝與調(diào)試中遇到的問題及分析解決方法 (166電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (176.1 方波-三角波發(fā)生電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (176.2 三角波-正弦波轉(zhuǎn)換電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (176.3 實(shí)測(cè)電路波形、誤差分析及改進(jìn)方法 (187 收獲與體會(huì) (1

9、98 儀器儀表明細(xì)清單 (20參考文獻(xiàn) (21一.設(shè)計(jì)的目的及任務(wù)(一課程設(shè)計(jì)的目的1.掌握電子系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法。2.掌握模擬IC器件的應(yīng)用。3.培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來指導(dǎo)實(shí)踐的能力。(二課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求1.仔細(xì)分析產(chǎn)品的功能要求,利用互連網(wǎng)、圖書、雜志查閱資料,從中提取相關(guān)和最有價(jià)值的信息、方法。(1設(shè)計(jì)總體方案。(2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。(3計(jì)算電路(元件參數(shù)。(4繪制總體電路初稿。(5上機(jī)在EDB(或EDA電路實(shí)驗(yàn)仿真。(6繪制總體電路。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)

10、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,減少電路不同部分的相互干擾等等。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)。需要通過互連網(wǎng)、圖書、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。4.熟悉常用儀表,了解電路調(diào)試的基本方法。通過排除電路故障,提高電路性能的過程,鞏固理論知識(shí),提高解決實(shí)際問題的能力。5.獨(dú)立書寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。(三課程設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)1.設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試函數(shù)發(fā)生器;2.輸出波形:正弦波、方波、三角波;3.頻率范圍:在10-10000H

11、z范圍內(nèi)可調(diào);4.輸出電壓:方波U P-P24V,三角波U P-P=8V,正弦波U P-P>1V;二.電路設(shè)計(jì)總方案及原理框圖(一電路設(shè)計(jì)原理框圖函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動(dòng)產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的電壓波形的電路或者儀器。電路形式可以采用由運(yùn)放及分離元件構(gòu)成;也可以采用單片集成函數(shù)發(fā)生器。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。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器在電路實(shí)驗(yàn)和設(shè)備檢測(cè)中具有十分廣泛的用途?，F(xiàn)在我們通過對(duì)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的原理以及構(gòu)成設(shè)計(jì)一個(gè)能變換出三角波、正弦波、方波的簡(jiǎn)易發(fā)生器。我們通過對(duì)電路的分析,參數(shù)的確定選擇出一種最適合本課題的方案。在達(dá)到課題要求的前提下保證經(jīng)濟(jì)、方便、優(yōu)化的設(shè)計(jì)

12、策略。按照設(shè)計(jì)的方案選擇具體的原件,焊接出具體的實(shí)物圖,并在實(shí)驗(yàn)室對(duì)焊接好的實(shí)物圖進(jìn)行調(diào)試,觀察效果并與最初的設(shè)計(jì)要求的性能指標(biāo)作對(duì)比。最后分析出現(xiàn)誤差的原因以及影響因素。 圖2-1 函數(shù)發(fā)生器電路組成框圖(二電路設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)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完成。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。能實(shí)現(xiàn)頻率可調(diào)的指標(biāo)要求,且能實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的幅度調(diào)

13、節(jié)。但積分電路的時(shí)間參數(shù)選擇需保證電路不出現(xiàn)積分飽和失真。三.各部分電路設(shè)計(jì)(一方波發(fā)生電路的工作原理此電路由反相輸入的滯回比較器和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的增長而逐漸增高,當(dāng)t趨于無窮時(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R3對(duì)電容C反向充電,如圖中虛線箭頭所示。Un隨時(shí)間逐漸增長而減低,當(dāng)t 趨

14、于無窮大時(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,電容又開始正相充電。上述過程周而復(fù)始,電路產(chǎn)生了自激振蕩。 圖3-1 方波發(fā)生電路U-=UcU+= (R3/ (R3+R4+Rp2 (+UzUt = (R3/ (R3+R4+Rp2 (+UzUc (t =Uc (oo + Uc (0-Uc (oo e -t/Ut+=Uz+ Ut_-UzT=2/ln (1+2R3/(R4+Rp2(二方波-三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理 3-2 方波- 圖3-3 比較器的電壓傳輸特性圖3-4 方波-三角波變換工作原理如下:若a點(diǎn)斷開,運(yùn)算發(fā)大器A1與R1、

15、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,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312231231(0CC ia R RP R U V U R R RP R R RP +=+=+ 將上式整理,得比較器翻轉(zhuǎn)的下門限單位Uia-為 223131(CC CC ia R R U V V

16、R RP R RP -=+=+ 若Uo1=-Vee,則比較器翻轉(zhuǎn)的上門限電位Uia+為 223131(EE CC ia R R U V V R RP R RP +-=-=+ 比較器的門限寬度2312H CC ia ia R U U U I R RP +-=-=+ 由以上公式可得比較器的電壓傳輸特性,如圖3-71所示。a 點(diǎn)斷開后,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214221(O O U U dt R RP C -=+1O CC U V =+時(shí),2422422(CC CC O V V U t t R RP C R RP C -+-=

17、+ 1O EE U V =-時(shí),2422422(CC EE O V V U t t R RP C R RP C -=+ 可見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。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2231O m CC R U V R RP =+ 方波-三角波的頻率f 為3124224(R RP f R R RP C +=+ 由以上兩式可以得到以下結(jié)論:1. 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)。

18、2. 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)不超過電源電壓+Vcc 。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。(三三角波-正弦波轉(zhuǎn)換電路的工作原理 圖3-5 三角波-正弦波產(chǎn)生電路三角波正弦波的變換電路主要由差分放大電路來完成。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:022/1id T C E U U aI I aI e =+ 011/1id TC E U U aI I

19、aI e -=+ 式中 /1C E a I I =0I 差分放大器的恒定電流;T U 溫度的電壓當(dāng)量,當(dāng)室溫為25oc 時(shí),UT 26mV 。如果Uid 為三角波,設(shè)表達(dá)式為44434m id m U T t T U U T t T - =- 022T t T t T 式中 Um 三角波的幅度;T 三角波的周期。為使輸出波形更接近正弦波,由圖可見:(1 傳輸特性曲線越對(duì)稱,線性區(qū)越窄越好;(2 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)。(3 圖為實(shí)現(xiàn)三角波正弦波變換的電路。其中Rp3調(diào)節(jié)三角波的幅度,Rp4調(diào)整電路的對(duì)稱性,其并聯(lián)電阻R11用來減小差分放大器的線性區(qū)。電容C1,C2,

20、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。 圖3-6 三角波-正弦波變換(四電路的參數(shù)選擇及計(jì)算1.方波-三角波中電容C01變化(關(guān)鍵性變化之一實(shí)物連線中,我們一開始很長時(shí)間出不來波形,后來將C02從10uf (理論時(shí)可出來波形換成0.1uf 時(shí),順利得出波形。實(shí)際上,分析一下便知當(dāng)C02=10uf 時(shí),頻率很低,不容易在實(shí)際電路中實(shí)現(xiàn)。2.三角波-正弦波部分比較器A1與積分器A2的元件計(jì)算如下。 得2231O m CC R U V R RP =+ 即223141123O m CC U R R RP V =+ 取 210R K =,則3130R RP K +=,取320R

21、K = ,RP1為47K 的點(diǎn)位器。區(qū)平衡電阻1231/(10R R R RP K =+由式(3-623124224(R RP f R R RP C +=+ 即3141224R RP R RP R C +=+ 當(dāng)110Z H f Z H 時(shí),取210C F =,則42(757.5R RP k +=,取4 5.1R k =,為100K 電位器。當(dāng)10100Z H f Z H 時(shí) ,取21C F =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510R k =。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345470C C C F

22、 =,濾波電容6C 視輸出的波形而定,若含高次斜波成分較多,6C 可取得較小,6C 一般為幾十皮法至0.1微法。R11=100歐與RP 4=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)可通過觀測(cè)傳輸特性曲線,調(diào)整RP 4及電阻R*確定。(五總電路圖 圖3-7 函數(shù)發(fā)生器總電路圖四.電路仿真(一方波-三角波發(fā)生電路的仿真仿真條件:先調(diào)節(jié)R4的電阻,即按動(dòng)a鍵,使得輸出三角波的峰峰值為8V,然后改變電容的值,讓它分別為0.01uF、0.1uF、1uF、10uF,對(duì)應(yīng)電阻R6的范圍(即改變b的大小得出不同的圖形。 圖4-1 C1=0.01uF 1% 圖4-2 C1=0.01u

23、F 99% 圖4-3 C1=0.1uF 1% 圖4-4 C1=0.1uF 99% 圖4-5 C1=1uF 1% 圖4-6 C1=1uF 99% 圖4-7 C1=10uF 1% 圖4-8 C1=10uF 99%(二三角波-正弦波轉(zhuǎn)換電路的仿真仿真條件:先將電容接地,調(diào)節(jié)Rp4,從而調(diào)節(jié)輸出電壓。再輸入三角波,看輸出是否為正弦波,并記錄最大不失真時(shí)的正弦波峰峰值,使之大于1V。 圖4-9 靜態(tài)工作點(diǎn) 圖4-10 C1=0.01uF 1% 圖4-11 C1=0.01uF 99% 圖4-12 C1=0.1uF 1% 圖4-13 C1=0.1uF 99% 圖4-14 C1=1uF 1% 圖4-15 C1

24、=1uF 99% 圖4-16 C1=10uF 1% 圖4-17 C1=10uF 99%五.電路的安裝與調(diào)試(一方波-三角波發(fā)生電路的安裝與調(diào)試1.安裝方波三角波產(chǎn)生電路(1把兩塊741集成塊插入面包板,注意布局;(2分別把各電阻放入適當(dāng)位置,尤其注意電位器的接法;(3按圖接線,注意直流源的正負(fù)及接地端。2.調(diào)試方波三角波產(chǎn)生電路(1接入電源后,用示波器進(jìn)行雙蹤觀察;(2調(diào)節(jié)RP1,使三角波的幅值滿足指標(biāo)要求;(3調(diào)節(jié)RP2,微調(diào)波形的頻率;(4觀察示波器,各指標(biāo)達(dá)到要求后進(jìn)行下一部按裝。(二三角波-正弦波轉(zhuǎn)換電路的安裝與調(diào)試1.安裝三角波正弦波變換電路(1在面包板上接入差分放大電路,注意三極管

25、的各管腳的接線;(2搭生成直流源電路,注意R*的阻值選取;(3接入各電容及電位器,注意C6的選取;(4按圖接線,注意直流源的正負(fù)及接地端。2.調(diào)試三角波正弦波變換電路(1接入直流源后,把C4接地,利用萬用表測(cè)試差分放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn);(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;(3測(cè)試V3、V4的電容值,使其滿足實(shí)驗(yàn)要求;(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;(三總電路的安裝與調(diào)試1.把兩部分的電路接好,進(jìn)行整體測(cè)試、觀察2.針對(duì)各階段出現(xiàn)的問題,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。(四調(diào)試

26、中遇到的問題及分析與總結(jié)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)。1.方波-三角波發(fā)生器的裝調(diào)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=10K,RP2取(2.5-70K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。2.三角波-

27、正弦波變換電路的裝調(diào)按照電路,裝調(diào)三角波正弦波變換電路,其中差分發(fā)大電路可利用課題三設(shè)計(jì)完成的電路。電路的調(diào)試步驟如下。(1經(jīng)電容C4輸入差摸信號(hào)電壓Uid=50v,Fi =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373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左段接地,測(cè)量差份放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)I0 ,Uc1,Uc2,Uc3,Uc4.(2Rp3與C4連接,調(diào)節(jié)Rp3使三角波俄輸出幅度經(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)正弦波失真,則應(yīng)調(diào)節(jié)和改善

28、參數(shù),產(chǎn)生是真的原因及采取的措施有;1鐘形失真?zhèn)鬏斕匦郧€的線性區(qū)太寬,應(yīng)減小Re2。2半波圓定或平頂失真?zhèn)鬏斕匦郧€對(duì)稱性差,工作點(diǎn)Q偏上或偏下,應(yīng)調(diào)整電阻R*。3非線性失真三角波傳輸特性區(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。(3性能指標(biāo)測(cè)量與誤差分析1放波輸出電壓Upp=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。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。可接俄加速電容C1,一般取C1為幾十皮法。用示波器或脈沖示波器測(cè)量

29、T。六.電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(一方波-三角波發(fā)生電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Multisim仿真結(jié)果:表6-1 multisim仿真結(jié)果 實(shí)際電路結(jié)果:表6-2實(shí)際電路結(jié)果 最大不失真電壓U=1.9306V(二三角波-正弦波轉(zhuǎn)換電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)際電路結(jié)果:(1靜態(tài)工作點(diǎn):表6-3 靜態(tài)工作點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) (2.最后波形：Uo3（正弦波） Uo2（三角波） 測(cè)量值 Uo3=1.9306V 峰峰值 Uo2=100mV （三）實(shí)測(cè)電路波形、誤差分析及改進(jìn)方法 圖 6-1 失真波形 將 C6 替換為由兩個(gè).1uF 串聯(lián)或直接拿掉, C1=0.1uF C1=0.01uF U=53mv U=53mv Uo=

30、2.4v >1v Uo=2.6v>1v 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， 無法顯示出來。 18 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 七收獲與體會(huì) 為期一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，最后完成了電路仿真，焊接，調(diào)試成功，得 出一系列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們還是很高興的。 首先，通過上網(wǎng)查資料，以及閱讀相關(guān)書籍，我們確定了三個(gè)方案，并都對(duì)方案做 了一些設(shè)計(jì)。最后由于器件等原因我們選擇了報(bào)告中的方案。 剛開始的時(shí)候， 面對(duì)已經(jīng)畫好的圖， 仿真怎么都出不來結(jié)果的時(shí)候， 我們很是著急， 無論電路怎么修改都不能得出結(jié)果，后來我們互相討論，仔細(xì)研究了之前老師講解的內(nèi) 容，總算是得出了正確的波形，很高興。接下來就是通過仿真波形計(jì)算頻率和幅值。 之后，就進(jìn)入到焊接階段了，以前我們也接觸過焊接，所以還是能完成的。不過這 些電路元件比較多，而且又要接線，我們?yōu)榱耸闺娐钒逭w看上去美觀，事先還把各自 對(duì)應(yīng)的原件位置畫了記號(hào)，方便到時(shí)焊接。焊接的時(shí)候剛開始會(huì)比較緊張，但到后面就 變的好多了。 焊接好了之后便是調(diào)試了，雖然剛開