模電課程設(shè)計(jì)報(bào)告---波形發(fā)生電路

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　課程名稱(chēng) 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) </p><p>　　題目名稱(chēng) 波形發(fā)生電路_ </p><p>　　學(xué)生學(xué)院 物理與光電工程學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí) 電子科學(xué)與技術(shù)（5）班</p><p&g

2、t;　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2008-12-17</p><p><b>　　摘要和關(guān)鍵詞</b></p><p><b>　

3、　【摘要】：</b></p><p>　　用RC橋式正弦波振蕩電路產(chǎn)生正弦波，正弦波頻率可通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R及電容C實(shí)現(xiàn)100HZ—20KHZ的變換，再通過(guò)電壓跟隨器輸出正弦波，電壓跟隨器起到保護(hù)前級(jí)不受后級(jí)影響。正弦波通過(guò)過(guò)零比較器，整形為方波，同樣經(jīng)過(guò)電壓跟隨器輸出方波。方波通過(guò)積分運(yùn)算電路，整形為三角波，同樣經(jīng)過(guò)電壓跟隨器輸出三角波，方波、三角波的頻率與正弦波頻率相同。</p><

4、;p>　　【關(guān)鍵詞】：RC橋式振蕩 電壓跟隨器 過(guò)零比較器 積分運(yùn)算電路</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)與技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　要求：設(shè)計(jì)并制作用分立元件和集成運(yùn)算放大器組成的能產(chǎn)生方波、三角波和正弦波的波形發(fā)生器。</p><p>　　指標(biāo)：輸出頻率分別為：102HZ、103HZ和104Hz；方波的輸出電壓峰峰值V

5、PP≥20V</p><p><b>　　電路設(shè)計(jì)及其原理</b></p><p><b>　　方案比較</b></p><p>　　方案一 先通過(guò)壓控方波振蕩電路產(chǎn)生方波信號(hào)，方波信號(hào)經(jīng)過(guò)積分運(yùn)算電路整形為三角波，三角波通過(guò)低通濾波器整形為正弦波。</p><p>　　方案二 用RC橋式正弦

6、波振蕩電路產(chǎn)生正弦波，正弦波頻率可通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R及電容C實(shí)現(xiàn)100HZ—20KHZ的變換，再通過(guò)電壓跟隨器輸出正弦波。正弦波通過(guò)過(guò)零比較器，整形為方波，同樣經(jīng)過(guò)電壓跟隨器輸出方波。方波通過(guò)積分運(yùn)算電路，整形為三角波。</p><p>　　方案二同方案一比較，有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，首先，由于是采用濾波方式產(chǎn)生正弦波，高低頻特性較差，可實(shí)現(xiàn)的波形頻率范圍較窄。方案二采用RC橋式正弦振蕩電路產(chǎn)生正弦波，頻率范圍較寬，用過(guò)零

7、比較器整形為方波，更容易實(shí)現(xiàn)幅度的調(diào)節(jié)。由于方案二的優(yōu)勢(shì)，本設(shè)計(jì)采用方案二。</p><p><b>　　單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　RC橋式正弦振蕩電路</p><p>　　RC橋式正弦波振蕩電路，也稱(chēng)文氏橋振蕩電路。它可由以下四個(gè)部分組成：</p><p>　　放大電路：保證電路能夠有從起振到動(dòng)態(tài)平衡的

8、過(guò)程，使電路獲得一定幅值的輸出量，實(shí)現(xiàn)能量的控制。</p><p>　　選頻網(wǎng)絡(luò)：確定電路的振蕩頻率，使電路產(chǎn)生單一頻率的振蕩，即保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩。</p><p>　　正反饋網(wǎng)絡(luò)：引入正反饋，使放大電路的輸入信號(hào)等于反饋信號(hào)。</p><p>　　穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：也就是非線性環(huán)節(jié)，作用是使輸出信號(hào)幅值穩(wěn)定。</p><p>　　說(shuō)明： 本設(shè)

9、計(jì)中選頻網(wǎng)絡(luò)與正反饋網(wǎng)絡(luò)“合二為一”。</p><p><b>　　反饋電路</b></p><p>　　RC橋式正弦波振蕩電路</p><p>　　通過(guò)以下計(jì)算，可以求出RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率特性和</p><p><b>　　(1)</b></p><p><b&

10、gt;　　整理可得</b></p><p><b>　　(2)</b></p><p><b>　　令 =1/RC,則</b></p><p><b>　　(3)</b></p><p>　?。?）代入（2）,得出</p><p><b

11、>　　(4)</b></p><p><b>　　幅頻特性為</b></p><p><b>　　(5)</b></p><p><b>　　相頻特性為</b></p><p><b>　　(6) </b></p><

12、p>　　當(dāng)f= 時(shí)， ＝ ，即 , </p><p><b>　　又由 可知</b></p><p>　　當(dāng)f= 時(shí)， ＝ ，所以 (7)</p><p>　?。?）式表明，只要RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)匹配一個(gè)電壓放大倍數(shù)等于3（即輸出電壓與輸入電壓同相，且放大倍數(shù)的數(shù)值為3）的放大電路就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路。&

13、lt;/p><p>　　電路中的二極管起穩(wěn)幅作用，即非線性環(huán)節(jié)。</p><p><b>　　射極跟隨器電路</b></p><p>　　用運(yùn)放接成的電壓跟隨器電路，主要起保護(hù)上一級(jí)不受下一級(jí)電路影響的作用。理想運(yùn)放的開(kāi)環(huán)差模增益為無(wú)窮大，因而電壓跟隨器具有比射極輸出器好得多的跟隨特性。其電路圖如下：</p><p>　　電

14、壓跟隨器電路 RC橋產(chǎn)振蕩產(chǎn)生波形</p><p><b>　　方波產(chǎn)生電路</b></p><p>　　方波的產(chǎn)生電路主要由一個(gè)過(guò)零比較器組成，前級(jí)產(chǎn)生的正弦波輸入過(guò)零比較器，整形為相同頻率的方波。</p><p>　　過(guò)零比較器 輸出方波波形<

15、/p><p><b>　　三角波產(chǎn)生電路</b></p><p>　　將前級(jí)產(chǎn)生的方波進(jìn)行積分運(yùn)算，即可得到相等頻率的三角波。</p><p>　　積分運(yùn)算電路 輸出波形</p><p><b>　　元件選擇</b></p>&l

16、t;p>　　說(shuō)明：運(yùn)算放大器選用74LS318,74LS具有四個(gè)運(yùn)算放大器，除了一個(gè)做RC橋式振蕩電路在的運(yùn)算放大器，其它三個(gè)可以接成三個(gè)電壓跟隨器，做為三個(gè)波形輸出的后級(jí)保護(hù)電路，同軸雙層電位器要求精確，即兩個(gè)電位器阻值盡可能相等，這樣輸出波形才不會(huì)失真。</p><p><b>　　電路工作原理總結(jié)</b></p><p>　　用RC橋式正弦波振蕩電路產(chǎn)生正

17、弦波，RC橋式正弦振蕩電路由放大電路、選頻網(wǎng)絡(luò)及正反饋網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)組成，正弦波頻率可通過(guò)調(diào)節(jié)選頻網(wǎng)絡(luò)的電阻R及電容C實(shí)現(xiàn)100HZ—20KHZ的變換，產(chǎn)生的正弦波再通過(guò)電壓跟隨器輸出正弦波，電壓跟隨器起到保護(hù)前級(jí)不受后級(jí)影響。正弦波通過(guò)過(guò)零比較器，整形為方波，同樣經(jīng)過(guò)電壓跟隨器輸出方波。方波通過(guò)積分運(yùn)算電路，整形為三角波，同樣經(jīng)過(guò)電壓跟隨器輸出三角波，方波、三角波的頻率與正弦波頻率相同。</p><p><

18、;b>　　電路調(diào)試與結(jié)果</b></p><p>　　調(diào)節(jié)直流電壓源，使其輸出正負(fù)十二伏直流電壓，調(diào)整好示波器。給電路供電，觀察示波器，別記錄各頻段對(duì)應(yīng)波形的情況，峰峰值。調(diào)試結(jié)果變明，該電路在要求頻率范圍內(nèi)的大部分頻率范圍基本上不失真，除了在最高頻及最低頻有少許失真，其中，當(dāng)頻率接近10KHZ時(shí)，方波高低電壓躍變時(shí)出現(xiàn)毛刺，這是過(guò)零比較器的頻率特性所致，過(guò)選用頻率寬度更寬的過(guò)零比較起進(jìn)行校正。