模拟电子技术电路设计
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一、课程设计目的
1通过课程设计了解模拟电路基本设计方法以及对电路图进行仿真,加深对所学理论知识的理解。
2通过解决比较简单的电路图,巩固在课堂上所学的知识和实验技能。 3综合运用学过的知识,并查找资料,选择、论证方案,完成电路设计并进行仿真,分析结果,撰写报告等工作。
4 使学生初步掌握模拟电子技术电路设计的一般方法步骤,通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力。
二、方案论证
2.1设计思路
一般来说,正弦波振荡电路应该具有以下四个组成部分: 1.放大电路 2.反馈网络 3.选频网络 4.稳幅环节
其中放大电路和反网络构成正反馈系统,共同满足条件1=•
•
F A 选频网络的作用是实现单一频率的正弦波振荡。稳幅环节的作用是使振荡幅度达到稳定,通常可以利用放大元件的非线形特性来实现。
如果正弦波振荡电路的选频网络由电阻和电容元件组成,通常成为RC振荡电路。 2.2工作原理
1.电路组成
振荡电路的电路图如2.3原理图所示。其中集成运放A 工作在放大电路,RC 串并联网络是选频网络,而且,当
f
f
o
=
时,它是一个接成正反馈的反馈
网络。另外,R f 和R '
支路引入一个负反馈。由原理图可见
RC 串并联网络中的串联支路和并联支路,以及负反馈支路中的R F 和R '
,正好组成一个电桥的四个臂,所以又称文氏电桥振荡电路。
2.振荡频率和起振条件
(1)振荡频率
为了判断电路是否满足产生振荡的相位平衡条件,可假设在集成运放的同相输入端将电路断开,并加上输入电压•
Ui 。由于输入电压加在同相输入端,故集成运放的输出电压与输入电压同相,即0=A ϕ已经知道,当
f
f
o
=
时,RC
串并联网络的相位移0=F ϕ,因此,在f
f
o
=
时,0=+F A ϕϕ,电路满足相
位平衡条件。所以电路的振荡频率为
RC
f
o
π21
=
(2)起振条件
振荡的幅度平衡条件为•
•F A >1,已经知道当
f
f
o =
时,•
F =3
1
,由此可以求得振荡电路的起振条件为•A
u
>3,负反馈支路的参数应满足关系R f >
2R '
。
(3)振荡电路中的负反馈
根据以上分析可知,RC 串并联网络振荡电路中,只要达到
•
A
u
>3,即可
满足产生正弦波振荡的条件。如果
•
A
u
的值过大,输出波形将明显失真,所以,
引入负反馈改善振荡波形。如调节R f 和R '
的大小,可以调节负反馈的深度,R f 越小,负反馈越深,电压放大倍数越小,相反越大。•
A u 太大太小都会引起失真,所以应调节R f 和R '
的大小,使振荡电路产生较稳定失真较小的波形。 (4)振荡频率的调节
只要改变电路中R 或C 的值,就能改变频率。
RC
f
o
π21
=
2.3 原理图
2.4仿真原理图
2.5理论计算 已知
RC
f
o
π21
=
=H
Z
1000
得Ω==80021R R ,R f =ΩK 26,R '
Ω=K 12,uF C C C 2.021===,
三、计算结果与分析
3.1仿真结果
3.2分析结果
因为R f >2R '
,所以满足正弦波振荡的起振条件,而且引入反馈,使电压的放大倍数
•
A
u
不会过大,起到电压放大的作用和稳幅的作用。
将振荡电路的R f 大小调为30K 时,输出的波形失真,如图所示
所以R f的值不能太大也不能太小。
四、设计体会
在这次的模拟电子技术课程设计中,遇到了很多棘手的问题,从最初的选题到计算,绘图,再到仿真,困难重重,这更让我确定了平时学习的不认真,以及自己所学知识的浅薄,还有理论与实践相结合的重要性。
在短短的几天时间里,可以说得是苦多于甜,但是同时学到很多很多的的东西比如Protel99se的使用,而且巩固了以前所学过的知识,并且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,因为是第一次做,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己对所学的知识并没有掌握的很好,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,通过这次课程设计之后,对所学的知识又有了更进一步的理解,所以我决定一定要把以前所学过的知识重新温固加以理解。
通过解决比较简单的实际问题,巩固和加深了在《电子技术基础2—1(模拟电子技术基础)》课程中所学的理论知识和实验技能,更进一步的理解了RC 串并联网络振荡电路的功能,而且巩固了在课程中所学的理论知识和实验技能。
这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多问题,最后在同学的帮助下,终于慢慢解决。同时,对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢!
五、参考文献
[1].童诗白,华成英模拟电子技术基础[M]. 第三版. 高等教育出版社,2001。
[2].康华光电子技术基础(模拟部分)[M]. 第四版. 高等教育出版社,