正弦波發(fā)生器電子課設

1、課程設計說明書 NO.1正弦波發(fā)生器1課程設計的目的電子技術基礎課程設計是學習理論課程之后的實踐教學環(huán)節(jié)。目的是通過解決比較簡單的實際問題，鞏固和加深在電子技術基礎課程中所學的理論知識和實驗技能。訓練學生綜合運用學過的電子技術基礎知識，在教師指導下完成查找資料，選擇、論證方案，設計電路并仿真，分析結(jié)果，撰寫報告等工作。使學生初步掌握電子電路設計的一般方法步驟，通過理論聯(lián)系實際提高和培養(yǎng)學生分析、解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力，為后續(xù)課程的學習、畢業(yè)設計和畢業(yè)后的工作打下一定的基礎。2設計方案2.1設計方案選擇 正弦波振蕩電路是一種基本的模擬電路，它是在沒有外加輸入信號的情況下，依靠電路自激振蕩而

2、產(chǎn)生正弦波輸出電壓的電路。 一個正弦波振蕩電路要滿足自己自激振蕩的幅值和相位平衡條件，從組成上看，一般應包括以下幾個部分。（1）放大電路：它的主要作用是放大微弱的噪聲和瞬態(tài)擾動信號，為了保證放大電路能夠正常放大信號，要合理地設置靜態(tài)工作點。（2）反饋網(wǎng)絡：它的主要作用是形成正反饋，以滿足相位平衡條件。（3）選頻網(wǎng)絡：它的主要作用是只要單一頻率信號滿足振蕩條件，以產(chǎn)生單一頻率的正弦波。選頻網(wǎng)絡所確定的頻率一般就是正弦波振蕩電路的振蕩頻率，這部分電路可設置在放大電路中也可設置在反饋網(wǎng)絡中。在很多正弦波振蕩電路中，反饋網(wǎng)絡和選頻網(wǎng)絡實際上是同一個網(wǎng)絡。（4）穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：它的主要作用是使振蕩電路的輸出波

3、形的幅值穩(wěn)定，對于分立元件放大電路，一般不在加穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，而是依靠晶體管的非線性來起到穩(wěn)幅作用。 正弦波振蕩電路按組成選頻網(wǎng)絡的元件類型的不同，可分為RC正弦波振蕩電路，LC正弦波振蕩電路和石英晶體正弦波振蕩電路。 RC正弦波振蕩電路的振蕩頻率比較低，一般不超過1MHz，當要求震蕩頻率較高時，應選用LC正弦波振蕩電路。在此，因為頻率為1000Hz，所以選用RC正弦波振蕩電路。 課程設計說明書 NO.2RC正弦波振蕩電路就是利用電阻R和電容C組成選頻網(wǎng)絡的振蕩電路。常見的RC正弦波振蕩電路有RC串并聯(lián)式振蕩電路和移相式振蕩電路。綜上所述,根據(jù)設計任務要求及具體實驗條件，采用RC串并聯(lián)電路實現(xiàn)放大、

4、反饋及選頻網(wǎng)絡選擇，穩(wěn)幅環(huán)節(jié)采用二極管反向并聯(lián)限幅電路。RC串并聯(lián)式正弦波振蕩電路以RC串并聯(lián)網(wǎng)絡為選頻網(wǎng)絡和正反饋網(wǎng)絡，以電壓串聯(lián)負反饋放大電路為放大環(huán)節(jié)，具有振蕩頻率穩(wěn)定，帶負載能力強，輸出電壓失真小等優(yōu)點。 2.2選定設計方案的框圖 設計流程圖如圖1所示。圖1 流程圖2.3單元電路設計單元電路結(jié)構 RC串并聯(lián)式正弦波振蕩電路如圖2所示。圖2 RC串并聯(lián)式正弦波振蕩電路 課程設計說明書 NO.3該電路由兩部分組成，即放大電路和選頻網(wǎng)絡。為集成運放所組成的電壓串聯(lián)負反饋放大電路，取其輸入阻抗高和輸出阻抗低的特點。而則由、和、正好形成一個四臂電橋，另外兩個對角頂點分別接到放大電路的同相和反相輸

5、入端。選擇反向并聯(lián)二極管形成穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，利用滑動變阻器調(diào)節(jié)電阻，實現(xiàn)穩(wěn)幅。穩(wěn)幅電路如圖3所示。圖3 穩(wěn)幅電路元件參數(shù)計算過程圖2中虛線框所表示的RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡具有選頻作用，其中=R+輸入電壓夾在和的串聯(lián)電路上，輸出電壓從Z2兩端引出，輸出電壓與輸入電壓的比值為： 課程設計說明書 NO.4 當輸入電壓大小一定時，的數(shù)值F和幅角均為角頻率的函數(shù)當=即=1/2RC時F達到最大值1/3，且=0，輸出電壓與輸入電壓同相。由=1000HZ 設電阻，則C=30 在穩(wěn)幅電路圖中 由電路自己振蕩條件決定=(1+)*1，整理得，在此調(diào)節(jié)，實現(xiàn)合適的，從而實現(xiàn)正弦波發(fā)生器的設計。 課程設計說明書 NO.5選定器件

6、列表所用元件如表1所示。表1 所用元件列表元件名稱參數(shù)型號數(shù)量電容C=302個二極管D2個電阻1個1個1個1個 2.4原理圖 原理圖如圖4所示圖4 原理圖 從數(shù)據(jù)庫中以此找到所需元件，更改參數(shù)，按圖3進行放置，依次連線，形成回路。選擇示波器，萬用表，頻率計，正確連入電路，確認無誤后，開始仿真。 課程設計說明書 NO.63仿真結(jié)果與分析 3.1列出仿真結(jié)果 雙蹤示波器輸出端觀察波形。頻率計測量頻率利用。萬用表測量輸出電壓。 當滑動變阻器的阻值輸入為 38%時，f=1038Hz，電壓3.41v，f 約等于 f0，波形正常。 波形仿真結(jié)果如圖5所示。圖5波形仿真結(jié)果圖設計要求幅值大于2V由圖可知滿足

7、設計要求電壓仿真結(jié)果如圖6所示。圖6 電壓仿真結(jié)果圖 課程設計說明書 NO.7頻率仿真結(jié)果如圖7所示。圖7 頻率仿真結(jié)果圖失真的仿真結(jié)果（波形、數(shù)值） 當滑動變阻器的阻值輸入為 55%時，f=699.327Hz，電壓 13.453v，f 不等于 f0，波形嚴重失真。失真波形圖如圖8所示。圖8 失真波形圖 課程設計說明書 NO.8 失真時電壓如圖9所示。圖9 失真時電壓圖 失真時頻率如圖10所示。圖10 失真時頻率圖 3.2理論值相比較誤差原因。當滑動變阻器的阻值輸入為 25%時，f=1038Hz，頻率略大于設計的要求1000HZ，電壓有效值3.41v，幅度。存在誤差的原因主要是元件參數(shù)誤差如的

8、取值，測量誤差人為因素和外部壞境所引起的誤差。4設計體會本次課程設計，要求完成正弦波發(fā)生器的設計，通過查閱書籍鞏固了課堂上學的有關知識，又充分利用書本知識，利用Multisim 編輯軟件進行了自己設計的波形圖。本次設計較為順利，在電阻的取值方面進行了較多考慮，花費了較多時間，其實通過滑動變阻器即可解決，以后要善于發(fā)散思維。本設計思路簡單，仿真較為成功，但還是和給 課程設計說明書 NO.9定值有所差別。進一步研究合適的將會有所幫助。通過這次課程設計,我收獲了很多，比如Multisim 編輯軟件基本使用和如何做課設，更懂得了理論與實際相結(jié)合是非常重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知

9、識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，通過實踐來驗證，提高了自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中難免會遇到過各種各樣的問題，例如剛開始軟件不會用，自己摸索著一點一點來做，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識，掌握得不夠好，通過這次課程設計之后，把以前所學過的東西重新溫故。通過學習計算機輔助軟件使我可以單獨運用軟件編輯簡單的模擬電路圖,并可以利用編輯軟件對電路進一步的電路設計,在掌握了電路設計方法的同時也加深了對課本知識的理解和綜合的運用,培養(yǎng)了我綜合運用理論知識和專業(yè)知識解決實際工程問題的能力,并為以后學習專業(yè)課打下了一定的基礎. 在學習Multisim 編輯軟件的過程中提高了我獨立思考和實踐的能力，讓我對這門課程加深了認識，總之，課程設計是一門十分實用的課，它鍛煉了我的獨立思考和實踐能力，讓我掌握了初步的電路設計方法，在掌握了設計方法的同時也加深了對課程知識的理解和綜合的應用，培養(yǎng)了我綜合運用理論知識和專業(yè)知識解決實際問題的能力。這次課設讓我受益匪淺，希望多做一些課設來提高自己的能力。5參考文獻1童詩白，華成英.模擬電子技術基礎(第三版)M.北京：高等教育出版社，20012楊剛. 數(shù)字電子技術基礎實驗 M.北京:電子工業(yè)出版社，2004 3楊志忠. 電子技術課程設計 M.北京:機械工業(yè)出版社，2008 4王建珍. 數(shù)字電