模电课设——三角波正弦波函数发生器

模电课设——三角波正弦波函数发

生器

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课程设计任务书

学生姓名：肖伟翔专业班级：电信1002班

指导教师：刘运苟工作单位：信息工程学院

题目: 正弦波－三角波－方波函数发生器初始条件：

具备模拟电子电路的理论知识；具备模拟电路基本电路的设计能力；具备模拟电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。b5E2RGbCAP

要求完成的主要任务:<包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

1、频率范围三段：10～100Hz，100 Hz～1KHz，1 KHz～10 KHz；

2、正弦波Uopp≈3V，三角波Uopp≈5V，方波Uopp≈14V；

3、幅度连续可调，线性失真小；

4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书；

5、设计电源；

6、焊接：采用实验板完成，不得使用面包板。

时间安排：

十六周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试

指导教师签名：年月日

系主任<或责任教师）签名：年月日

目录

一．仿真软件简介 (3)

二．题目分析 (4)

1.方案一 (4)

1.1 电路组成和工作原理 (4)

1.2 电路设计与计算 (4)

1.3 仿真波形 (6)

2. 方案二 (10)

2.1 电路组成和工作原理 (10)

2.2 电路设计与计算 (11)

2.3 仿真波形 (12)

三．方案选择 (16)

四．电源设计 (17)

五．电路焊接 (17)

六．系统测试 (18)

七．心得体会 (23)

八．参考文献 (23)

九．成绩评定表 (24)

一．仿真软件简介

Multisim是美国国家仪器

NI Multisim软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA 工具软件。作为 Windows 下运行的个人桌面电子设计工具，NI Multisim 是一个完整的集成化设计环境。NI Multisim计算机仿真

与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教案与实际动手实验相脱节的这一问题。学员可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。NI Multisim软件绝对是电子学教案的首选软件工具。DXDiTa9E3d

Ø。直观的图形界面整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的； RTCrpUDGiT

Ø。丰富的元器件

提供了世界主流元件提供商的超过17000多种元件，同时能方便的对元件各种参数进行编辑修改，能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能，创建自己的元器件。 5PCzVD7HxA

Ø。强大的仿真能力

以SPICE3F5和Xspice的内核作为仿真的引擎，通过Electronic workbench 带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VHDL仿真、电路向导等功能。jLBHrnAILg

Ø。完善的后处理

对分析结果进行的数学运算操作类型包括算术运算、三角运算、指数运行、对数运算、复合运算、向量运算和逻辑运算等；xHAQX74J0X

Ø。详细的报告

能够呈现材料清单、元件详细报告、网络报表、原理图统计报告、多余门电路报告、模型数据报告、交叉报表7种报告；LDAYtRyKfE

二．题目分析

1.方案一

1.1电路组成和工作原理

正弦波方波三角波

文氏桥振荡电路，电压比较器电路，积分电路。调节反馈电阻让文氏桥振荡电路振荡产生正弦波，正弦波输入到电压比较器电路，电压比较器电路产生方波输出，让方波信号输入到积分器电路，输出三角波信号。Zzz6ZB2Ltk

1.2 电路设计与计算

图1.1 电路设计原理图

由图可以看出电路分三级，即由运算放大器构成的文氏桥振荡器，电压比较器，积分器，Uo1是第一级的输出，Uo2是第二级输出，Uo3是第三级输出，分别输出正弦波，方波，三角波。dvzfvkwMI1电路的第一级是文氏桥振荡器，用于输出正弦波。R9，C2，R10，C3串并联构成选频网络，同时兼有正反馈网络功能，通过调节R9和R10可以对反馈信号进行选择。R12和R16，R14构成电压串联负反馈调节R16，R14的阻值大小可使闭环增益大于等于3，保证环路增益大于1，>=1，这样频率为Wo 的信号就会通过正反馈而使输出信号不断增大，但是由于负反馈中加入了非线性元件二极管，利用电流增大时二极管动态电阻减小，电流减小时二极管动态电阻增大的特性，而使输出电压稳定，此时闭环电压增益

XSC1

Key=A

Av=1+，当输出电压信号较小时，二极管工作电流小，动态电阻大，电路的增益较大，引起增幅振荡过程，当输出幅度大到一定程度，二极管工作电流大，动态电阻小，电路的增益下降，电路的输出电压幅值将不再上升，电路转为等振幅振荡，最后输出达到恒定。输出信号Uo1的频率为fo=1/rqyn14ZNXI 当将R9和R10调到最小时，fo最大

fo=1/ 150 0.0000001）Hz=10kHz

当将R9和R10调到最大时，fo最小

fo=1/< 160 1000 0.0000001） Hz=10Hz

电路中R11是保护电阻，R2用于调节正弦信号的幅度。

电路的第二级是电压比较器，当输入大于零时，运放输出为-15V，当输入小于零时，运放输出为+15V。把正弦信号输入，运放输出和正弦波相同频率的方波信号，再通过R1分压，输出端的Uo2的幅度可通过R8来调节，稳压管D3，D4的稳压值为3V。当R8最小时，输出信号Uo2为峰峰值3.7V的方波信号；当R8最大时，输出信号Uo2为峰峰值9V的方波信号。EmxvxOtOco

电路的第三级是积分器，把方波信号输入，通过积分，输出三角波信号，输出信号通过R7来调节幅值。R4为平衡电阻。

SixE2yXPq5

1.3 仿真波形

1.3.1 频率为10Hz的波形