波形产生电路课程设计报告.docx

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波形产生电路课程设计报告

1实验题目及要求.....................................3

2实验目的与知识背景.................................3

3实验过程3.1选取的实验电路及输入输出波形..................4

3.2每个电路的讨论和方案比较..................................5

3.3分析研究实验数据..........................................6

4总结与体会.........................................20

5参考文献...........................................21

1实验题目及要求

1.1通过实验学会用运算放大器构成波形发生电路的设计方法.

1.2掌握稳定波形去除失真和提高振荡频率的方法.

1.3培养学生通过现象分析电路结构特点，进而改善电路的能力。

2实验目的与知识背景

2.1实验目的

2.1.1通过实验学会用运算放大器构成波形发生电路的设计方法.

2.1.2掌握稳定波形去除失真和提高振荡频率的方法.

2.1.3培养学生通过现象分析电路结构特点，进而改善电路的能力。

2.2知识点

2.2.1振荡电路、比较电路和积分电路

2.2.2LC高频振荡电路

2.2.3消除振荡失真方法

3实验过程

3.1选取的实验电路及输入输出波形

实验电路：

输入输出波形：

3.2每个电路的讨论和方案比较

（1）多波形发生器的基本原理框图如图1所示：

器

器

正弦波发生器

方波发生器

器

三角波发生器

图1

整个电路由+12V直流稳压电源供电，先由正弦波发生器输出频率可调的正弦信号，接在输出端口1；正弦信号在经由方波发生器输出方波信号，接在输出端口2；最后方波信号经三角波发生器输出三角波信号，接在输出端口3。

（2）正弦波发生器

因为整个电路完全由直流稳压电源供电，若想在电路中产生正弦波，必须依赖于电路的自激，所以正弦波发生器应选择一自激振荡电路。

常见的正弦波振荡电路有文氏RC正弦波振荡电路（文氏桥）及西勒三点式正弦波振荡电路。

（3）方波发生器

要使输入正弦波经电路后输出方波，最常见的做法是采用比较器电路设计方波发生器。

最简单的比较器电路为过零比较器，即当输入信号大于零时输出高电平，当输入信号小于零时输出低电平，从而将正弦信号转化为方波信号。

（4）三角波发生器

只要将方波信号做积分运算便可以得到三角波信号，故采用积分运算电路作为三角波发生器。

具体设计参考以下思路。

1.用正弦波振荡器产生正弦波输出，正弦波信号通过变换电路得出方波输出（例如用施密特触发器），用积分电路将方波变换成三角波或锯齿波输出；

2.利用多谐振荡器产生方波信号输出，用积分电路将方波变换成三角波输出，用折线近似法将三角波变换成正弦波输出；

3．用多谐振荡器产生方波输出，方波经滤波电路可得正弦波输出，方波经积分电路可得三角波输出；

4.利用单片函数发生器5G8083、集成振荡器E1648及集成定时器555/556等可灵活地组成各种波形产生电路。

3.3分析研究实验数据

Ⅰ、正弦波产生电路及其仿真：

正弦波产生电路

当R4’+R5=2*R3时，电路维持为正弦波输出，

当R4’+R5>2*R3时,电路起振;

其周期为T=2*3.14*R*C.

改变R或C的值即可改变输出正弦波的周期和频率.

正弦波产生电路的幅值:

由万用表测量可知二极管的正向压降幅值为：

0.365901*1.4v=0.511v由Vo/（3*R3）=Vd/（3*R3-R5*59%-R3）,故输出正弦波的幅值为Vo≈9.8v,由仿真结果看,理论值和计算值吻合的很好。

（1）R1=R2=100%,周期T=20.724ms,与仿真结果吻合的非常好.仿真结果：

R5》41%,等于75%时，起振波形如图所示：

然后将R5调整到59%，波形维持为正弦波，如下图所示：

（2）改变R1=R2=75%,周期为T=15.543ms,与仿真结果吻合的非常好.R5=70%,电路起振，起振波形，有很大的失真，其波形如下图为：

将R5调整到59%，波形稳定为正弦波，如下图所示：

由两个起振波形可以知道，当R5越大，起振越迅速。

Ⅱ、方波三角波产生电路设计及其仿真.

方波三角波产生电路其周期为：

T=4R1*R3*C/R4，改变R1,R3,C,R4的值就可以改变输出方波三角波的周期频率。

（1）当R1=R4=R3=50%时,仿真结果如下图：

（2）改变R1值为75%，R4=R3=50%时，仿真结果为

（3）当R1=R3=50%，R4为75%，仿真结果如下图

（4）R1=R4=50%，R3=75%，仿真结果如下图：

4总结与体会

4.1这次设计要求能够产生多种波形是通过先产生方波、三角波，然后三角波转变为正弦波实现的。

通过对多种波形发生器的设计，我把理论联系到实际，把这个学期所学的模拟电路的知识真正在实践中联系起来。

从前，在学习理论知识时，经常遇到一些问题使自己似懂非懂，通过三周的课程设计，在老师的指导和自己查阅资料学习下，很多问题已经迎刃而解了，而且还学会了许多课本上没有的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论联系实际的重要性，从而也提高了我的实践动手能力。

在设计的过程中，我遇到了很多问题，首先是仿真上的问题，我按照老师的要求设计了电路。

但是阻值的调整很费力，需要耐心。

后来焊板子的过程中，我不小心把芯片烧了，又得另外焊。

最重要的是在实践中理解了书本上的知识，明白了学以致用的真谛。

也明白老师为什么要求我们做好这个课程设计的原因。

他是为了教会我们如何运用所学的知识去解决实际的问题，提高我们的动手能力。

在整个设计过程中，我感觉调试部分是最难的，因为理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数，我们必须通过观察效果来改变参数的数值以期达到最好。

而参数的调试是一个经验的积累过程，没有经验是不可能在短时间内将其完成的，因此我在这方面也花了很多的时间进行经验的积累。

4.2对本课程的意见与建议

我觉得模电实验课特别好，我们模电课学到的都是理论知识，而模电实验课程将理论变成实践，让我们把课内知识真正运用起来。

因此，我希望以后还有更多的实验课，让我们能对课内知识有更加多的深入体会。

5参考文献

（1）蒋卓勤邓玉元主编，《Multisim2001及其在电子设计中的应用》，西安电子科技大学出版社，2003.10ISBN7-5606-1299-7

（2）米永日主编，《Protel2004电路设计与仿真》，机械工业出版社，2006.1ISBN7-111-18223-5

（3）陈大钦主编，《电子技术基础实验：

电子电路实验、设计、仿真》——2版，P87-91，北京：

高等教育出版社，2000ISBN7-04-007985-2

（4）康华光主编,《电子技术基础模拟部分（第四版）》,P394-424,高等教育出版社1998年2月ISBN7-04-007241-6