模拟电子技术课程设计图文Word格式.docx

模拟电子技术课程设计图文Word格式.docx

《模拟电子技术课程设计图文Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子技术课程设计图文Word格式.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

此外，如在电视机中显像管荧光屏上的光点，是靠磁场变化进行偏转的，所以需要要用锯齿波电流来控制,对于三角波，方波同样有着不可忽视的作用，而函数发生器是指一般能自动产生方波、正弦波、三角波以及锯齿波阶梯波等电压波形的电路或仪器。

因此函数发生器是我们在学习，科学研究等方面不可缺少的工具，此次课程设计就要设计一种能产生方波的函数放生器。

一、设计任务和要求

1、设计任务

1﹚设计制作一台能产生方波的波形发生器。

2﹚学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法。

2、设计要求

1）信号频率f：

100Hz～1000Hz（实现频率连续可调）

2）输出电压幅度：

2V≤

二、方案分析与选择

方案

（一）：

采用锁相环式频率合成器

优点：

利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需要频率上。

这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了量的滤波器，有利于集成化和小型化

缺点：

但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。

而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率相信都很难控制

方案

（二）：

利用MAX038芯片设计信号发生器

频率高、精度好，占空比调节范围宽，占空比和频率均可单独调节，二者互不影响，且频率失真较小

设计方法复杂，不容易实现，而且对其它器件的要求也很高

方案（三）：

由分立元件构成信号放生器

价格比芯片实惠，结构简单，容易实现

精较低确度

综合分析比较上述三种方法，本课程设计采用方案三。

三、方案论证与原理图绘制

1、方波信号发生器原理图

图一方波发生电路

2、设计方案框图

滞回比较器

RC充放电回路

方波发生器

3、器件选择与参数计算

1）输出电压幅值

由题目要求2V≤Vp，所以稳压管VD1、VD2均选Vz=4.7V,采用1N4732稳压管

2）电容C

为使电路输出受频率影响较小的理想矩形波信号，电容C取值不宜过小，取C=0.02μF

3）运算放大器A

同时为简化电路结构，可选用集成运放741，其电压转换速率

SR=0.5V／μS。

4）电阻、、

反馈电阻不宜过大或过小，取=20。

同时令=20，=1

5）电阻R

据原理图，方波震荡周期计算如下：

电容放电的过程中,电容两端电压从下降至所需的时间等于,而电容放电时,的表达式为

其中

=RC

代入上面表达式，得

当t=T/2时,=，将此二值代入上式，可得

=

根据此式可解得矩形波的振荡周期为

由题干要求频率连续可调，所以将电阻R分解为+其中为定值电阻，为可变电阻，电路图如下：

图2频率可调方波发生电路

当信号频率f在100Hz～1000Hz之间，

=20，=1，=20，C=0.02μF时，

由可求得电阻

=22756=204806

+=227562数值较大，对方形波振荡电路输出信号的影响较小，符合要求。

4、器件列表：

表1频率可调方波发生电路元件列表

名称

标号

参数（型号）

数量

电阻

1个

22756

204806

电容

C

C=0.02μF

稳压管

、

1N4732A

2个

集成运放

A

741

5、绘制频率可调方波发生电路原理图

1）打开Multisim11.0界面

2）放置器件及相应虚拟仪器：

a．元件放置：

运算放大器A：

工作区内单击右键，选择placecomponent—Analog—Selectallfamilies—741放置运算放大器

电源电压VCC、VEE：

工作区内单击右键placecomponent—SOURCES—POWERSOURCES—VCC，同理放置VEE，依次双击修改参数为15V、-15V

电容C：

Placecomponent—Basic—CAPACITOR—0.02μF

定值电阻：

Placecomponent—Basic—RESISTOR—250

将定值电阻R复制3个，依次双击更改标签为、、、参数修改为、、、22756

电位器：

Placecomponent—Basic—POTENTIOMETER—1K

双击修改标签为，参数修改为204806

稳压管、：

Placecomponent—Diodes—ZENER—1N4732A

双击修改标签为、，对右键垂直镜像

地线：

placecomponent—SOURCES—POWERSOURCES—GROUND复制4个

b．虚拟仪器放置：

仿真—仪器—示波器

仿真—仪器—频率计

3）连接电路：

摆放好元件位置后

Crtl+shift+w，调出导线，依次进行连接

4）最终电路原理图如下

图3频率可调方波发生器电路

四、仿真结果与分析

1当=0，理论值f=1000Hz，仿真值f=908.363Hz仿真结果如下图

图4=0时输出端输出波形

图5=0时输出端输出波频率

2、当=204806，理论值f=100Hz，仿真值f=98.5Hz仿真结果如下图

图6=204806时输出端输出波形

图7=204806时输出端输出波频率

误差分析：

通过对方形波信号发生器进行理论分析，可知电路理论参数如下：

方形波输出信号频率调节范围为100～1000Hz。

仿真参数如下：

方形波输出信号频率调节范围为98.5～908.363Hz理论参数与Multisim10仿真分析及应用电路测试结果略有不同，主要是由于电路中二极管的动态电阻以及稳压二极管的正向导通电压引起的误差。

改善办法：

通过更改，参数，将修改为20500，修改为203590仿真仿真结果如下

图8=203590输出端输出波频率

图9=0时输出端输出波频率

由仿真结果，输出波频率f在100.003Hz～1001Hz，输出波频率范围得以改善

五、心得体会

回顾这一个星期的课程设计的历程，其中曲折可谓一语难尽。

在此期间我有过失落，也有过高涨。

从开始时满腹激情到最后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。

在做本次课程设计的过程中，我感触最深的就是查阅了很多次设计书和指导书。

因为堂上也有部分知识不太清楚，于是我又不得不边学边用，时刻巩固所学知识，这也是我做本次课程设计的第二大收获。

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，这毕竟第一次做，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的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

但最终这次课程设计还是顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师辛勤地指导下，终于迎刃而解。

同时，在老师的身上我学也到很多实用的知识。

最后，对在本次课程设计过程中给过我帮助的指导老师和所有同学表示忠心的感谢！

六、参考文献

[1]清华大学电子学教研室组编,杨素行主编:

（模拟电子技术简明教程（第三版,北京,高等教育出版社2006

[2]颜恒斌,张玉洁.探讨MultiSim仿真软件在电工实验中的应用[J].科技信息（学术研究,2008,（26

[3]北方交通大学,冯民昌主编:

[模拟集成电路系统]（第2版北京中国铁道出版社1998

[4]林春方．电子线路学习指导与实训[M]．北京，电子工业出版社，2004：

179.