ImageVerifierCode 换一换
格式:DOCX , 页数:14 ,大小:320.59KB ,
资源ID:8419310      下载积分:3 金币
快捷下载
登录下载
邮箱/手机:
温馨提示:
快捷下载时,用户名和密码都是您填写的邮箱或者手机号,方便查询和重复下载(系统自动生成)。 如填写123,账号就是123,密码也是123。
特别说明:
请自助下载,系统不会自动发送文件的哦; 如果您已付费,想二次下载,请登录后访问:我的下载记录
支付方式: 支付宝    微信支付   
验证码:   换一换

加入VIP,免费下载
 

温馨提示:由于个人手机设置不同,如果发现不能下载,请复制以下地址【https://www.bdocx.com/down/8419310.html】到电脑端继续下载(重复下载不扣费)。

已注册用户请登录:
账号:
密码:
验证码:   换一换
  忘记密码?
三方登录: 微信登录   QQ登录  

下载须知

1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。
2: 试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓。
3: 文件的所有权益归上传用户所有。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 本站仅提供交流平台,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

版权提示 | 免责声明

本文(电子线路技术课程设计.docx)为本站会员(b****6)主动上传,冰豆网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知冰豆网(发送邮件至service@bdocx.com或直接QQ联系客服),我们立即给予删除!

电子线路技术课程设计.docx

1、电子线路技术课程设计湖北民族学院信息工程学院课程设计报告书题目: 方波、三角波和正弦波发生器 课 程: 电子线路课程设计 专 业:电气工程及其自动化班 级: 0312408 学 号: 031240212 学生姓名: 郭雨 指导教师: 杨庆老师 2015 年 1 月 8 日 摘 要波形函数信号发生器广泛地应用于各场所。函数信号发生器应用范围:通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外,还广泛用于其他非电测量领域,而我设计的正是多种波形发生器。设计了多种波形发生器,该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端,即可组

2、成矩形波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波,三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。其优点是制作成本低,电路简单,使用方便,频率和幅值可调,具有实际的应用价值。函数(波形)信号发生器。能产生某些特定的周期性时间函数波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号,本文在对方波、三角波和正弦波发生器工作原理分析的基础上,建立了基于Multisim的仿真电路的仿真模型,并对其进行了仿真分析和研究。关键词: 仿真;信号发生器;正弦波;方波;三角波 Abstract Waveform function signal generator is widely used in various pla

3、ces. Function signal generator application: communications, broadcasting and television system, All need rf (radio frequency) emission, the radiofrequency waves are carrier here. Except for communications test instruments and automatic control system, is widely used in other electric measurement fie

4、ld, and I design is the variety of waveform generator. Design a variety of waveform generator, the generator through the hysteresis voltage comparator output signal by the RC circuit feedback to the input, can be composed of rectangular wave signal generator. Are generated from the integral circuit

5、and triangle wave, triangle wave through a low-pass filter circuit to realize the sine wave output. Its advantage is low production cost, simple circuit, easy to use, adjustable frequency and amplitude, and has practical application value. Function waveform signal generator.Can produce certain perio

6、dic time function waveform (sine wave, square wave, triangle wave, sawtooth wave and pulse wave, etc.) signals, this paper, on the other side wave, triangle wave and sine wave generator based on the analysis of the working principle, based on Multisim simulation circuit simulation model is establish

7、ed, and the simulation analysis and research. Key words: The simulation; Signal generator; Sine wave; Square wave; Triangle wave 目 录1 引言 42 总体设计 52.1 设计目的 52.2 设计要求 52.3设计原理 52.3.1方波发生电路工作原理 62.3.2方波-三角波转换电路的工作原理 72.3.3三角波-正弦波转换电路的工作原理 83 详细设计及仿真 103.1方波、三角波和正弦波发生器仿真电路 103.2方波、三角波和正弦波发生器仿真结果及分析 103.

8、3 仿真结果分析 134 元器件清单 145 总结 15参考文献 161 引言在人们认识自然、改造自然的过程中,经常需要对各种各样的电子信号进行测量,因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求,灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形),然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中,它不是测量仪器,而是根据使用者的要求,作为激励源,仿真各种测试信号,提供给被测电路,以满足测量或各种实际需要。波形发生器就是信号源的一种,能够给被测电路提供所需要的波形。传统的波形发生器多采用模拟电子技术,

9、由分立元件或模拟集成电路构成,其电路结构复杂,不能根据实际需要灵活扩展。随着微电子技术的发展,运用单片机技术,通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路,产生数字式的正弦波、方波、三角波、锯齿等幅值可调的信号。与现有各类型波形发生器比较而言,产生的数字信号干扰小,输出稳定,可靠性高,特别是操作简单方便。2 总体设计该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端,即可组成矩形波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波,通过改变方波的占空比不仅可以得到锯齿波,还可得到额外的矩形波。三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。然后将各种信号通过比例放大电路得到需要幅值;峰峰值的信号波形。该电路具

10、有结构、思路简单,运行时性能稳定且能较好的符合设计要求。 2.1 设计目的1掌握电子系统的一般设计方法 2掌握模拟 IC 器件的应用 3培养综合应用所学知识来指导实践的能力 4掌握常用元器件的识别和测试 5熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方法2.2 设计要求1设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器仿真电路2输出波形:方波、三角波、正弦波及其之间的相互转换3频率范围 :在0.0220KHz范围内且连续可调 2.3设计原理 函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件 (如低频信

11、号函数发生器 S101 全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块 8038)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波三角波正弦波函数发生器的设计方法。 产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生方波三角波,再将三角波变换成正弦波的电路设计方法, 本课程设计中函数发生器电路组成框图如下所示: 由比较器和积分器组成方波三角波产生电路,比较器输出的方波经积分

12、器得到三角波,三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。 图2-3 2.3.1方波发生电路工作原理 图2-3-1此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路即作为迟滞环节,又作为反馈网络,通过RC冲、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位 Up=+Ut,Uo通过R3对电容C正向充电,如图中箭头所示。反相输入端电位n随时间的增长而逐渐增高,当t趋于无

13、穷时,Un趋于+Uz;但是Un=+Ut、再稍增大,Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-UT。随后,Uo又通过 R3对电容反相充电,如图中虚线箭头所示。Un随时间逐渐增长而减低,当T趋于无穷大时,Un趋于-Uz;但是,一旦Un=-Uz再减小,UO就从-Uz跃变为+Uz,UO从-Ut跃变为+Ut,电容又开是正向充电。 上述过程周而复始,电路产生了自激振荡。2.3.2方波-三角波转换电路的工作原理 图2-3-2 若a点断开,运算发大器 A1 与 R1、R2及R3、RP1组成电压比较器,C1为加速电容,可加速比较器的翻转。运放的反相端接基准电压,即U-=0,同相输入端接输入电压 Ui

14、a,R1称为平衡电阻。比较器的输出Uo1的高电平等于正电源电压+Vcc,低电平等于负电源电压-Vee(|+Vcc|=|-Vee|),当比较器的U+=U-=0时,比较器翻转,输出Uo1从高电平跳到低电平-Vee,或者从低电平Vee跳到高电平Vcc。设Uo1=+Vcc,则将上式整理,得比较器翻转的下门限单位 Uia-为 若 Uo1=-Vee,则比较器翻转的上门限电位 Uia+为由以上公式可得比较器的电压传输特性。a 点断开后,运放A2与R4、RP2、C2及 R5组成反相积分器,其输入信号为方波Uo1,则可见积分器的输入为方波时,输出是一个上升速度与下降速度相等的三角波,其波形关系下图所示。a 点闭

15、合,既比较器与积分器首尾相连,形成闭环电路,则自动产生方波-三角波。由以上两式可以得到以下结论: 1.电位器RP2在调整方波-三角波的输出频率时,不会影响输出波形的幅度。若要求输出频率的范围较宽,可用C2改变频率的范围,PR2实现频率微调。 2.方波的输出幅度应等于电源电压+Vcc。三角波的输出幅度应不超过电源电压+Vcc。电位器RP1可实现幅度微调,但会影响方波-三角波的频率。2.3.3三角波-正弦波转换电路的工作原理 图2-3-3三角波正弦波的变换电路主要由差分放大电路来完成。(如上图) 差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器,可以有效的抑制零点漂

16、移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。分析表明,传输特性曲线的表达式为:式中a=IC/IE1 I0差分放大器的恒定电流; UT温度的电压当量,当室温为25oc时,UT26mV。 如果Uid为三角波,设表达式为式中 Um三角波的幅度; T 三角波的周期。3 详细设计及仿真用Multisim 10电路仿真软件进行仿真。从Multisim 10仿真元件库中调出仿真电路所需元件,按设计好的电路图接好线路,在其函数发生器模块输出端接一个虚拟的示波器,接通电源后,可得如下图所示的输出方波仿真图。3.1方波、三角波和正弦波发生器仿真电路把以上所述的三组

17、仿真电路组合在一起,从而形成一个总仿真电路图。及由方波发生器电路、方波-三角波转换电路、三角波-正弦波转换电路三部分和两个示波器组成。如下图3-1,示波器AB两端分别接入的两个输出信号分别是不同的波形。而其和在一起输出的及为波与波的转换。由此可以观察其仿真结果。其中仿真电路模型如下:图3-1方波、三角波和正弦波发生器仿真模型3.2方波、三角波和正弦波发生器仿真结果及分析将XSC1的B端口去掉,及为方波输出端的波形。其波形如下: 图3-2-1将XSC1的A端口去掉,及为三角波输出端的波形。其波形如下:图3-2-2将XSC2的A端口去掉,及为正弦波输出端的波形。其波形如下: 图3-2-3将XSC1

18、的AB端口如总仿真电路图连接,其方波-三角波输出端的波形。其波形如下:图3-2-4将XSC2的AB端口如总仿真电路图连接,其三角波-正弦波输出端的波形。波形如下:图3-2-53.3 仿真结果分析 波形可以看出其波形有一些失真,特别是矩形波;还有就是其峰值电压有一些误差其误差可能由以下几点产生。1.参数设计不够精确。2.所选可调电阻的调节范围太大,调节不够精确。3.调试没能很精确,产生的波形还有细微的失真现象,记录数据时,读数不精确导致误差产生。4.选用的实验元件存在系统偏差。5.集成运放不是理想运放,其运放性能指标对运算误差有影响。改进该实验,减少实验误差的方法:选取精确度较高的实验器件,在选

19、择可变电阻时要考虑到其要调节的范围,尽可能的选用与要用最大限度接近的可调电阻,在振荡电路中可调电阻最好用双滑式可调电阻。在调试过程中要尽可能的把波形调节到不失真,调节频率时用同轴电位器,这样不仅避免了调节困难,还能使调节的精确度更高。4 元器件清单元器件名称型号主要参数备注VCC12V电源VDD-12V电源R110K 5%电阻R220K 1%R32K 1%R450K 50%变阻器R52.7K 5%R650K 50%变阻器R768KR820KR920KR10100R1150K 50%变阻器R122KR132KR148KR15100KD102BZ2.2稳压管D202BZ2.2稳压管U13354AM

20、运算放大器U23354AM运算放大器U33354AM运算放大器C122nf电容C2470ufC3470ufC4100nfC5470ufGROUND接地6个XSC1示波器1XSC1示波器25 总结为期三个星期的课程设计已经结束,在这几天的学习、设计、及电路搭建过程中我感触颇深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过对函数信号发生器的设计,我掌握了常用元件的识别和测试;熟悉了常用的仪器仪表;了解了电路的连接、搭建方法;以及如何提高电路的性能等等。通过对函数信号发生器的设计,我还深刻认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。而且通过对此课程的设计,我不但知道了以前不知道的理论知识,而且也巩固了

21、以前知道的知识。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。在整个设计到电路的焊接以及调试过程中,我个人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,而这个可能也是老师要求我们加以提高的一个重要方面吧!在实验过程中,遇到了不少的问题。比如:波形失真,甚至不出波形这样的问题。在老师和同学的帮助下,最后把问题一一解决了。实验中暴露出我在理论学习中所存在的问题,有些理论知识还处于懵懂状态,导致仿

22、真过程十分困难。 在这次课程设计过程中通过互动指导,我根据老师的要求一步一步的制定并依次实施计划,并在设计计划执行过程中学会查阅资料,鼓励克服心理上的不良情绪,不断的学习和解决难题,不断磨练炼我的意志。虽然这几天都在埋头苦干,但终于是完成了一份属于自己的课程设计,我为自己感到自豪。此次课程设计为我今后的毕业设计做必要的准备,并为我毕业后的工作学习提供了借鉴思路。参考文献1谢自美. 电力电子、电子线路设计实验测试(第三版)M. 华中科技大学出版社2孙梅生,李美莺,徐振英. 电子技术基础课程设计M. 高等教育出版社,2006.13梁宗善. 电子技术基础课程设计M. 华中理工大学出版社,2005.124张玉璞,李庆常. 电子技术课程设计M. 北京理工大学出版社,2013.115邱关源.电路第5版(原著 邱关源 修订 罗先觉)M. 高等教育出版社,2006.5

copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有

经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1