电子技术课程设计报告 科研基本方法.docx
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电子技术课程设计报告科研基本方法
电子技术课程设计报告
RC桥式正弦波信号发生器
学院：
机械与电子工程学院
年级专业：
机电103
学号：
姓名：
指导教师：
完成时间：
成绩：
中国陕西杨凌
目录
一：
设计任务1
1.1设计目的和意义1
1.2设计要求1
二：
系统设计2
2.1总体方案设计2
2.2具体电路设计2
2.2.1RC桥式正弦波振荡电路（文氏电桥振荡电路）2
2.2.2电路的振荡频率可调3
2.2.3放大环节3
2.2.4负反馈和稳幅环节4
2.3系统总体电路5
2.4系统所用元器件5
三：
系统调试及仿真6
3.1RC桥式正弦波振荡电路的功能调试6
3.2LM324运算放大器的功能调试6
3.3双层波段开关变频电路的功能调试7
四：
总结7
4.1本系统的优缺点7
4.2心得体会7
五：
参考文献8
RC桥式正弦波信号发生器
作者：
吴礼谦指导老师：
龙燕
摘要：
本设计基于Proteus软件模拟正弦波信号发生器，振荡电路是由放大电路和反馈网络两大主要部分组成的一个闭环系统。
正弦波振荡电路由放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节四个部分组成，常用的RC振荡器有相移式、桥式和双T式。
本设计使用RC桥式正弦波振荡电路（文氏电桥振荡电路）双T式和集成运放采用LM324组成电路。
RC桥式正弦波振荡电路的振荡频率较低由RC串并联网络和同相比例运算电路组成。
振荡条件：
产生自激振荡必须同时满足两个基本条件，相位条件和幅值条件。
系统的优缺点，输出信号频率范围可以在一个相当宽的范围内进行调节，但是只能产生低频信号，高频信号需要LC电路来实现。
关键词：
正弦波；RC振荡电路；信号发生器
一：
设计任务
正弦波信号发生器设计
1.1设计目的和意义
电子技术基础课程设计，利用电路、模拟电子技术基础及数字电子技术基础所学习的课程内容，设计一个正弦波发生器。
1.2设计要求
（1）利用振荡电路产生正弦信号，要求有可调参数用以修改频率。
（2）利用放大电路控制输出信号振幅。
二：
系统设计
2.1总体方案设计
根据设计题目要求，确定系统的总体方案如图
总体系统方案
2.2具体电路设计
2.2.1RC桥式正弦波振荡电路（文氏电桥振荡电路）
RC电路主要的正反馈环节：
由RC串、并联电路构成，同时起相位起振作用和选频作用。
2.2.2电路的振荡频率可调
为了使得振荡频率连续可调，常在RC串并联网络中，用双层波段开关联接不同的电容以改变电路的电容，起到调频作用。
设计中，电阻选用5Ω，滑动电阻选用10KΩ，两滑动电阻相连保证R、C支路的电阻相同，两组电容分别为1uF和0.1uF，连接双层波段开关用以调节电路的频率。
为了提高RC桥式正弦波振荡电路的振荡频率，必须减小R和C的数值。
然而，一方面，当R减小到一定程度时，同相比例运算电路的输出电阻将影响选频特性；另一方面，当C减小到一定程度时，晶体管的机间电容和电路的分布电容将影响选频特性；因此振荡频率f高到一定程度时，其值不仅决定于选频网络，还与放大电路的参数有关。
2.2.3放大环节
集成运放采用LM324，其电源电压为±15V。
LM324系列器件带有差动输入的四运算放大器。
与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。
该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。
共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。
每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。
两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。
2.2.4负反馈和稳幅环节
由电阻及二极管等元件构成，其中电阻主要作用是引入负反馈，调节电位器可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形；为了稳定输出电压的幅值，一般应在电路中加入非线性环节，稳幅环节是用两个反向并联二极管正向电阻的非线性特性来实现的，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点，加入非线性环节，二极管要求采用温度稳定性好且特性匹配的硅管，以保证输出正、负半周波形对称，从而使输出电压稳定。
二极管选用1N4148
电路的谐振频率：
f=
2.3系统总体电路
2.4系统所用元器件
名称
数量
电阻5Ω
2
电阻1KΩ
1
电阻1.8KΩ
1
滑动电阻1KΩ
2
电容0.1uF
2
电容1uF
2
二极管1n4148
2
LM324运算放大器
1
双层波段开关
1
±15V电源
1
三：
系统调试及仿真
3.1RC桥式正弦波振荡电路的功能调试
3.2LM324运算放大器的功能调试
3.3双层波段开关变频电路的功能调试
四：
总结
4.1本系统的优缺点
RC振荡器的工作原理同LC振荡器一样，都是依靠放大器的正反馈，使电路满足振荡的相位条件和振幅条件。
常用的RC振荡器有相移式、桥式和双T式。
优点：
输出信号频率范围可以在一个相当宽的范围内进行调节。
缺点：
只能产生低频信号。
4.2心得体会
通过这次设计，巩固了所学的数字电子技术基础和模拟电子技术基础的知识，并很好的和电路知识联系起来。
在不使用单片机的条件下用简单常见的电路和芯片完成了要求。
我对学过的数字电子技术基础和模拟电子技术基础的知识进行了一遍复习，设计的同时得到了综合性的训练，并熟练的掌握了multisim和Proteus两种软件。
根据自己的课题去有针对性的借助网络资源、图书馆等查阅资料，然后对所收集的资料进行了深入的分析和必要的取舍把学到的理论与实践相结合起来，熟悉了一些常用电子器件的类型和特性，掌握了合理选用的原则，最终完成了这次课程设计。
总体来说，这次设计过程我受益匪浅。
在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。
在让我体会到了设计电路的艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。
五：
参考文献
[1]童诗白华英成模拟电子技术基础（第四版）北京高等教育出版社
[2]阎石数字电子技术基础（第五版）北京高等教育出版社
[3]邱关源罗先觉电路（第五版）北京高等教育出版社
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