多種波形發(fā)生器

1、江蘇大學模擬電子技術課程設計報告2013-2014學年： 第一學期 指導教師: 楊 建 寧 學 院: 電氣信息工程學院 班 級: 姓 名： 學 號： 小組成員 ： 日期 ： 2013年12月波形要過一段時間才能正確顯示。課題名稱：多用波形發(fā)生器目 錄一、課程目的二、設計內容、要求三、設計方案四、電路的設計及波形分析5、 元器件6、 方案優(yōu)缺點7、 心得體會8、 參考文獻1 課程目的 1、培養(yǎng)學生查閱資料的能力 2、培養(yǎng)學生綜合運用所學知識的能力 3、培養(yǎng)學生綜合設計和實踐能力 4、培養(yǎng)學生團隊精神 5、培養(yǎng)學生市場素質 6、培養(yǎng)學生撰寫課程設計總結報告的能力二設計內容、要求1、任務設計一個多種

2、波形發(fā)生器。2、要求 1）輸出的各種波形工作頻率范圍0.02 Hz20 kHz連續(xù)可調； 2）正弦波幅值±l0V，失真度小于2； 3）方波幅值±l0V； 4）三角波峰一峰值20V；各種輸出波形幅值均連續(xù)可調；三設計方案 1）設計思路 波形產生電路通?？刹捎枚喾N不同電路形式和元器件獲得所要求的波形信號輸出。波形產生電路的關鍵部分是振蕩器，而設計振蕩器電路的關鍵是選擇有源器件，確定振蕩器電路的形式以及確定元件參數值等。具體設計可參考以下思路。 用正弦波振蕩器產生正弦波輸出，正弦波信號通過變換電路得方波輸出（例如用過零電壓比較器），用積分電路將方波變換成三角波或鋸齒波輸出； 利用

3、多諧振蕩器產生方波信號輸出，用積分電路將方波變換成三角波輸出，用折線近似法將三角波變換成正弦波輸出； 用多諧振蕩器產生方波輸出，方波經濾波電路可得正弦波輸出，方波經積分電路可得三角波輸出； 2）設計方案 此次，多種波形發(fā)生器的實驗，從設計思路可以看出，主要用到了正弦波振蕩器，過零電壓比較器，積分電路等?；诒緦W期我們已經掌握的模擬電路課程的知識。我采用了如下設計方案：1. 用正弦波振蕩器產生正弦波輸出，其中的選頻網絡可以調整輸出波形的頻率。2. 用過零電壓比較器使正弦波信號通過變換電路得方波輸出。3. 用積分電路將方波變換成三角波輸出。4.用積分電路將方波變換成鋸齒波從而得到能發(fā)出三種波形的波

4、形發(fā)生器。 2）原理框圖 多種波形發(fā)生器原理框圖如圖1所示。 文氏橋振蕩器(RC串并聯(lián)正弦波振蕩器)產生正弦波輸出，其主要特點是采用RC串并聯(lián)網絡作為選頻和反饋網絡，其振蕩頻率f0=l/(2RC)，改變RC的數值，可得到不同頻率的正弦波信號輸出。用集成運放構成電壓比較器，將正弦波信號變換成方波信號輸出。用運放構成積分電路，將方波信號變換成三角波信號輸出。 方波鋸齒波四電路的設計及波形分析 RC正弦波振蕩電路由兩部分組成：其中一部分為放大電路；另一部分為選頻網絡，以達到輸出的各種波形工作頻率范圍0.02 Hz20 kHz連續(xù)可調的目的。其原理圖如下：圖中，左邊框中的內容為選頻網絡，右邊框中的內容

5、為放大電路。文氏橋正弦波發(fā)生器是由集成運放和文氏橋反饋電路組成的。圖中，C1,R3和C2,R4是文氏橋的兩臂，構成正反饋電路；電阻R1和R2構成負反饋電路；振蕩條件由兩個反饋電路的參數決定。文氏橋正弦波發(fā)生器用來產生低頻正弦信號。為便于起振，要適當削弱負反饋，即R1比理論值略大些或R2比理論值略小些?？紤]到輸出正弦波的穩(wěn)定，在文氏電橋振蕩器電路中增加了穩(wěn)壓的部分，以達到輸出正弦波穩(wěn)定的作用。其穩(wěn)壓的工作原理如下：1） 當6端即輸出端的輸出電壓增大時，由于二極管的單向導電性和導電后鉗位的特點，輸出端電壓增加便會導致2端即反相輸入端的電壓的增加，使V3-V2的值減小，從而使輸出適當的變小，以達到穩(wěn)

6、壓的目的。2） 同理，當6端即輸出端的輸出電壓減小時，由于二極管的單向導電性和導電后鉗位的特點，輸出端電壓減小便會導致2端即反相輸入端的電壓的減小，使V3-V2的值增加，從而使輸出適當的增加，以達到穩(wěn)壓的目的。根據式：。于是我想到用可變電阻代替原來的定值電阻，通過改變電阻的阻值，使頻率能在一定范圍內連續(xù)可變。正弦波仿真電路正弦波仿真波形 將交流變?yōu)橹绷?，可以通過電容濾波電路，其原理與基本RC低通濾波網絡相同。直流電源仿真電路 直流電源仿真波形將正弦波轉化為方波，可以通過過零電壓比較器實現(xiàn)正弦波轉換成方波仿真電路正弦波轉換成方波仿真波形方波轉化為三角波可以通過積分運算電路來完成。其原理如下：方波

7、轉換成三角波仿真電路方波轉換成三角波仿真波方波轉化為鋸齒波的原理與轉化三角波相似，只是電容器的充、放電的時間常數不相等，積分電路的輸出信號就為鋸齒波。鋸齒波仿真電路鋸齒波仿真波形仿真總電路仿真總波形Xsc1波形（正弦波和方波）Xsc2波形（直流電源和三角波）Xsc4波形（鋸齒波）5 元器件電感，電容，電阻，滑動變阻器，運放，三極管，穩(wěn)壓管，二極管等若干個，交流電源6 方案優(yōu)缺點 電路結構比較簡單，采用常見器件，可進行調節(jié)，與書本知識緊密結合。較高頻率波形無法產生。七心得體會 通過對多種波形發(fā)生器的設計，我把理論聯(lián)系到實際，把這個學期所學的模擬電路的知識和數字電路的知識真正在實踐中聯(lián)系起來。而且通過對此課程的設計，我不但知道了以前不知道的理論知識，而且也鞏固了以前知道的知識。最重要的是在實踐中理解了書本上的知識，明白了學以致用的真諦。也明白老師為什么要求我們做好這個課程設計的原因。他是為了教會我們如何運用所學的知識去解決實際的問題，提高我們的動手能力。在整個設計過程中，我感覺調試部分是最難的，因為理論計算的值在實際當中并不一定是最佳參數，我們必須通過觀察效果來改變參數的數值以期達到最好。而參數的調