2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p>  函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>  設(shè)計(jì)要求:</b></p><p>  設(shè)計(jì)一個(gè)方波-三角波-正弦波函數(shù)發(fā)生器,要求:</p><p>  頻率范圍 1-10Hz,10-100Hz</p><p>  2、輸出電壓 方波 Upp≤24V;三角波 Upp=8V;正弦波 Upp&

2、gt;1V</p><p>  3、波形特性 方波 tr<100μs;三角波非線性失真系數(shù) yΔ<26;正弦波非線性失真系數(shù) y~<5%</p><p>  二、設(shè)計(jì)的作用、目的</p><p>  1、使學(xué)生進(jìn)一步掌握模擬電子技術(shù)的理論知識(shí),培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)能力和綜合分析問題、解決問題的能力。</p><p> 

3、 2、基本掌握常用電子電路的一般設(shè)計(jì)方法,提高電子電路的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?lt;/p><p>  3、學(xué)會(huì)運(yùn)用Multisim仿真軟件對(duì)所作出的理論設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真測(cè)試,并能進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)。</p><p>  4、掌握常用元器件的識(shí)別和測(cè)試,熟悉常用儀表,了解電路調(diào)試的基本方法</p><p><b>  三、設(shè)計(jì)方案的思路</b></p>

4、;<p>  函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動(dòng)產(chǎn)生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器。根據(jù)用途不同,有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器,使用的器件可以是分立器件 (如低頻信號(hào)函數(shù)發(fā)生器S101全部采用晶體管),也可以采用集成電路(如單片函數(shù)發(fā)生器模塊8038)。</p><p>  產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的方案有多種,如首先產(chǎn)生正弦波,然后通過整形電路將正弦波變換成方波,再由積分電

5、路將方波變成三角波;也可以首先產(chǎn)生三角波—方波,再將三角波變成正弦波或?qū)⒎讲ㄗ兂烧也ǖ鹊?lt;/p><p>  由比較器和積分器組成方波—三角波產(chǎn)生電路,比較器輸出的方波經(jīng)積分器得到三角波,三角波到正弦波的變換電路主要由差分放大器來完成。差分放大器具有工作點(diǎn)穩(wěn)定,輸入阻抗高,抗干擾能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。特別是作為直流放大器時(shí),可以有效地抑制零點(diǎn)漂移,因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳

6、輸特性曲線的非線性。</p><p>  四、函數(shù)發(fā)生器的具體方案</p><p>  4.1、函數(shù)發(fā)生器設(shè)計(jì)原理</p><p>  函數(shù)發(fā)生器組成框圖,主要有RC橋式振蕩電路,過零比較器,積分器三大主要模塊電路構(gòu)成。</p><p>  經(jīng)過RC橋式振蕩電路產(chǎn)生正弦波波 ,再經(jīng)過零比較器產(chǎn)生方波,然后由積分器產(chǎn)生三角波。其總的原理設(shè)計(jì)框如

7、圖:</p><p>  4.2、正弦波產(chǎn)生電路</p><p>  在正弦波振蕩電路中,一要反饋信號(hào)能夠取代輸入信號(hào),所以電路中必須引用正反饋;二要有外加選頻網(wǎng)絡(luò),用以確定振蕩頻率。</p><p>  在正反饋過程中,X。越來越大。由于晶體管的非線性特征,當(dāng)X。的幅值增大到一定程度時(shí),放大倍數(shù)的數(shù)值將減小。因此,X。不會(huì)無(wú)限制的增大,當(dāng)X。達(dá)到一定數(shù)值時(shí),電路達(dá)

8、到動(dòng)態(tài)平衡。這時(shí),輸入量通過反饋網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生反饋量作為放大電路的輸入量,而輸入量又通過放大電路維持著輸出量</p><p><b>  、</b></p><p>  正弦波振蕩的條件為:</p><p>  由上圖得出正弦波振蕩的條件為:</p><p>  根據(jù)RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性及上述平衡條件容易得到RC正弦波振蕩

9、電路的振蕩頻率為:</p><p><b> ?。?lt;/b></p><p>  振蕩的幅度平衡條件| |是表示振蕩電路已達(dá)到穩(wěn)幅振蕩時(shí)的情況。若要振蕩電路能夠自行起振,開始時(shí)必須滿足的幅度條件。</p><p>  已知當(dāng)時(shí),,由此可求得振蕩電路的起振條件為:</p><p>  同相比例運(yùn)算電路輸出電壓與輸入電壓之間

10、的比例系數(shù)為: (即 RF=2R′)</p><p><b>  調(diào)頻和調(diào)幅原理</b></p><p>  調(diào)頻原理:根據(jù)RC振蕩電路的頻率計(jì)算公式可知,只需改變R或C的值即可,本方案中采用兩個(gè)可變電阻R1和R7同時(shí)調(diào)節(jié)來改變頻率。</p><p>  調(diào)幅原理:本方案選用了最簡(jiǎn)單有效的電阻分壓的方式調(diào)幅,在輸出端通過電阻接地,輸出信號(hào)的幅

11、值取決于電阻分得的電壓多少。其最大幅值為電路的輸出電壓峰值,最小值為0。</p><p>  RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性可以表示為</p><p>  令則上式可簡(jiǎn)化為,以上頻率特性可分別用幅頻特性和相頻特性的表達(dá)式表示如下:</p><p><b>  | |</b></p><p><b>  ,

12、 </b></p><p>  正弦波Multisim電路仿真圖:</p><p><b>  結(jié)果輸出圖:</b></p><p>  4.3、正弦波——方波工作原理</p><p>  用過零比較器將正弦波轉(zhuǎn)換為方波。過零比較器的電壓傳輸特性如下:</p><p>  Multis

13、im電路仿真圖:</p><p><b>  結(jié)果輸出圖:</b></p><p>  4.4、方波——三角波工作原理</p><p>  當(dāng)比較器的U+=U-=0時(shí),比較器翻轉(zhuǎn),輸出Uo1從高電平跳到低電平-Vee,或者從低電平Vee跳到高電平Vcc。設(shè)Uo1=+Vcc,則

14、 </p><p>  將上式整理,得比較器翻轉(zhuǎn)的下門限單位Uia-為</p><p>  若Uo1=-Vee,則比較器翻轉(zhuǎn)的上門限電位Uia+為</p><p><b>  比較器的門限寬度</b></p><p>  積分器的輸出Uo2為 </p>&

15、lt;p><b>  時(shí),</b></p><p><b>  時(shí),</b></p><p><b>  其幅度為</b></p><p>  方波-三角波的頻率f為</p><p>  Multisim電路仿真圖:</p><p><b&g

16、t;  結(jié)果輸出圖:</b></p><p>  4.5、三角波——正弦波轉(zhuǎn)換電路的工作原理</p><p>  可以通過低通濾波電路,或者帶通濾波電路實(shí)現(xiàn)三角波和正弦波的轉(zhuǎn)換。</p><p>  差分放大器具有工作點(diǎn)穩(wěn)定,輸入阻抗高,抗干擾能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。特別是作為直流放大器,可以有效的抑制零點(diǎn)漂移,因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原

17、理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。分析表明,傳輸特性曲線的表達(dá)式為:</p><p><b>  式中  </b></p><p>  ——差分放大器的恒定電流;</p><p>  ——溫度的電壓當(dāng)量,當(dāng)室溫為25oc時(shí),UT≈26mV。</p><p>  如果Uid為三角波,設(shè)表達(dá)式為</p>

18、<p>  式中  Um——三角波的幅度;</p><p>  T——三角波的周期。</p><p>  為使輸出波形更接近正弦波,由圖2.2.4可見:</p><p>  傳輸特性曲線越對(duì)稱,線性區(qū)越窄越好;</p><p>  三角波的幅度Um應(yīng)正好使晶體管接近飽和區(qū)或截止區(qū)。</p><p>  圖2.

19、2.3為實(shí)現(xiàn)三角波——正弦波變換的電路。其中Rp1調(diào)節(jié)三角波的幅度,Rp2調(diào)整電路的對(duì)稱性,其并聯(lián)電阻RE2用來減小差分放大器的線性區(qū)。電容C1,C2,C3為隔直電容,C4為濾波電容,以濾除諧波分量,改善輸出波形。</p><p>  6、總電路仿真及結(jié)果</p><p><b>  五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析</b></p><p>  電路通過RC橋

20、式振蕩器,過零比較器,積分器的依次連接,產(chǎn)生正弦波,方波,三角波。電路元器件參數(shù)的選擇要經(jīng)過計(jì)算,達(dá)到符合要求,否則會(huì)造成圖形的失真。RC振蕩電路中數(shù)應(yīng)該注重R1、R2、C1的選擇符合頻率的要求,負(fù)反饋段要滿足|Au|>3;正弦波轉(zhuǎn)化為方波時(shí)主要是確定穩(wěn)壓二極管兩端的電壓,符合電壓幅值的要求;方波轉(zhuǎn)化為三角波時(shí)通過調(diào)整電阻R8和C3大小。</p><p><b>  六、心得體會(huì)及建議</b

21、></p><p>  通過這次課程設(shè)計(jì)使我了解與掌握模擬電子電路分析和設(shè)計(jì)的基本原理和大致過程。經(jīng)過具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作,增強(qiáng)了自己分析問題與解決問題的能力。</p><p>  理論與實(shí)踐相結(jié)合,通過對(duì)課題的總結(jié)與分析,經(jīng)過上網(wǎng)及圖書館的資料查閱,與同學(xué)們的探討,更深的認(rèn)識(shí)到技術(shù)的支撐是靠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)邏輯與實(shí)踐的檢驗(yàn),通過自己的思考以及跟同學(xué)們的交流,明白了函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的機(jī)理,使自

22、己的實(shí)踐能力有了提高。將課程中所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去。</p><p>  通過對(duì)multisim軟件仿真的操作,經(jīng)過反復(fù)的計(jì)算和調(diào)試,逐漸初步掌握了multisim的應(yīng)用。</p><p>  經(jīng)過本次課程設(shè)計(jì),以后會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)要把理論和實(shí)踐結(jié)合起來,提高自己的動(dòng)手能力。在以后的學(xué)習(xí)中要勤于思考,善于分析和解決問題,同時(shí)也要學(xué)會(huì)和同學(xué)相互討論,相互學(xué)習(xí),使自己的能

23、力逐步提高。</p><p><b>  七、附錄</b></p><p><b>  元器件明細(xì)表</b></p><p><b>  八、參考文獻(xiàn)</b></p><p>  [1] 華成英·模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)·2005·高等教育出版社</

24、p><p>  [2] 李萬(wàn)成·模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)·2001·哈爾濱工程大學(xué)出版社</p><p>  [3] 張玉璞· 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)[M] ·2003北京理工大學(xué)出版社</p><p>  [4] 孫梅生,李美鶯,徐振英·電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M] ·高等教育出版社</p>

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