数电课程设计.docx

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数电课程设计

数电课程设计

题目：

__信号产生与变换电路设计

学院：

__电气学院___学院：

__电气学院___

专业班级：

_电科1303专业班级：

电科1303

姓名：

_____苏犇姓名：

__孟亚楠_______

学号：

311308000822_学号：

_311308000819____

指导老师：

___________

目录

摘要…………………………………………………………………3

设计思路…………………………………………………………..4

方波…………………………………………………………………4

三角波………………………………………………………………6

正弦波……………………………………………………………….7

三次谐波……………………………………………………………9

整体电路仿真……………………………………………………11

实验结果分析……………………………………………………13

参考文献………………………………………………………..…15

收获与体会…………………………………………………….…16

信号产生与变换电路的设计

摘要

通过555定时器构成多谐振荡器产生占空比为0.5的方波，然后分别通过积分、低通、滤波、带通滤波电路输出三角波、正弦波、三角频率正弦波。

放大器件为LM324N四路放大器。

实验包括仿真与实际两部分，仿真采用Multisim仿真软件，连线采用板。

关键词：

信号产生与变换电路设计产生三角波、正弦波、三角频率正弦波。

1、设计思路和整体框图

根据题目要求，本次设计的基本完成思路是采用555定时器构成的多谐振荡器产生占空比为0.5方波，然后分别通过积分、低通、滤波、带通滤波电路输出三角波、正弦波、三角频率正弦波。

整体框图如下：

2、硬件电路设计

2.1方波发生电路的设计与计算

利用555与外围原件构成多谐振荡器，来产生方波的原理。

用555定时器组成的的多谐振荡器如上图所示。

接通电源以后，电容C2被充电，当电容C2上端电压Vc升到2Vcc/3时使555第三脚V0为低电平，同时555内放电三极管T导通，此时电容C2通过R3Rp放电，Vc下降。

当Vc下降到Vcc/3时，V0翻转为高电平。

电容C2放电时间为：

Tpl=0.7R2C2

当放电结束时，T截至，Vcc将通过R1、R3、Rp向电容器C2充电，Vc由Vcc/3上升到2Vcc/3所需时间为：

Tph=0.7R1C2

当Vc上升到2Vcc/3时，电路又翻转为低电平。

如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。

电路的工作波形如图，其震荡频率为：

f=1/（tpl+tph）

2.2三角波发生电路的设计与计算

如上图是一个由方波转换为三角波的电路图以及输出波形图，当A很大时，运放两输出端为虚地，忽略流入放大器的电流，令输入电压Vi输出为V0，流过电容C的电流为i1，则有：

即输出电压和输入电压为积分关系。

当Vi为固定值时：

上述表明：

输出电压按一定比例随时间作直线上升或下降。

当输入矩形波时，输出就成为三角波。

此外，由于电容和滑动变阻器的存在，使得输出的三角波在输入矩形波频率一定的时候也能适当调整，同时电容的存在，又滤除了其他波的干扰。

提高了系统的抗干扰性。

2.3基波正弦波产生电路的设计与计算

正弦波产生电路采用有源低通二阶滤波电路构成，二阶压控电压源低通滤波电路由两个RC环节反向比例放大电路构成。

放大倍数为：

其传递函数为：

其中：

W0=1/RC为截止角频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。

为品质因素，它的大小影响低通滤波器在截至频率处幅频特性的形状。

下图为输入方波，输出正弦波的设计电路及仿真波形。

2.4三次谐波产生电路的设计与计算

仿真波形如下：

通带增益：

品质因素：

电压增益：

中心频率

故而可以得到中心频率的增益为：

3、电路仿真结果分析

整体电路图如下：

4、电路实验结果分析

本次实验结果如下图所示：

方波：

三角波：

正弦波：

三次谐波：

部分参考文献及注释

参考文献：

[1]阎石编著：

《数字电路电子技术基础》，北京，高等教育出版社，1981年第一版，1984年第二版，1988年第三版，1997年第四版。

本书是我主要参考书教科书之一，主要讲述数字电子技术基础，面对初学者，从简到繁，深入浅出，从逻辑表达式、二进制数表示法出发，逐一讲述了逻辑代数基础，门电路，组合逻辑电路，触发器，时序逻辑电路，脉冲波形的产生和整形，半导体存储器，可编程逻辑器件和数—模和模—数转换，还有相关附录。

此书除了带领我进入数电电子技术领域外，还直接提供给我此课程设计的思路。

如第六的章波形发生和信号的转换的电压比较器部分，还有第十章的直流电源。

[2]*清华大学电子学教研组编，童诗白、华成英主编：

《模拟电子技术基础》（第三版），北京，高等教育出版社，2001（2003重印）

本书是我主要参考书教科书之一，主要讲述模拟电子技术基础，面对初学者，从简到繁，深入浅出。

[3]薛文、华慧明编著：

《新编实用电子技术快速入门》，福州，福建科学技术出版社，1999.9（2003.1重印）

5课程设计的收获、体会和建议

在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。

电路设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力。

它才是一个设计的灵魂所在。

因此在整个设计过程中大部分时间是用在单元电路的理解和设计上面。

很多单元电路是可以借鉴书本上的，但怎样衔接各个单元电路才是关键的问题所在。

经过这段时间的努力，在老师和同组同学的帮助下终于彻底的做完了课程设计的所有工作。

通过这次的课程设计，我能运用已学的知识解决我在设计中遇到的问题，使我思考问题的能力得到了很大的提高。

在做设计的过程中我查阅了很多的资料，并认真的阅读这些与我的设计相关的资料，从而我的专业涵养得到了提高，知识的储备量也有所增加。

在做设计时，我复习了很多专业课的知识，这使得我的专业知识在此得到了巩固。

通过这次设计设计，我也发现自己的很多不足之处。

在设计过程中我发现自己考虑问题很不全面，自己的专业知识掌握的很不牢固，所掌握的电路应用软件还不够多，我希望自己的这些不足之处能在今后的工作和学习中得到改善。

而且，通过这次设计，我懂得了学习的重要性，学会了坚持和努力，这将为以后的学习做出了最好的榜样！

我将会在以后的学习和生活中不断提升自己。

致谢

感谢学校给我们锻炼的机会，感谢老师们的指导，在组员们的努力下，互相启示，最终设计出电路来，非常感谢在过程中帮助过我们的每一个人。

在电路设计和论文写作的过程中，得到了许多同学的宝贵意见，同时还得到了他们的支持和帮助，在此一并致以诚挚的谢意。

最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位老师表示衷心地感谢！