模擬電子技術(shù)課程設(shè)計--正弦波、方波與三角波波形產(chǎn)生電路；可調(diào)直流穩(wěn)壓電源

1、<p><b>　　成 績 評 定 表</b></p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　學(xué)生姓名班級學(xué)號</p><p>　專 業(yè)電子信息工程課程設(shè)計題目模擬電子技術(shù)課程設(shè)計</p><p>　評語組長簽字：</p><p>　成績&

2、lt;/p><p>　日期2013 年 1 月7 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1、課程設(shè)計的目的與作用4</p><p>　　2、設(shè)計任務(wù)及所用multisim軟件環(huán)境介紹4</p><p>　　2.1 multisim軟件環(huán)境介紹4</p

3、><p>　　2.2正弦波發(fā)生電路5</p><p>　　2.3方波發(fā)生電路5</p><p>　　2.4三角波發(fā)生電路5</p><p>　　2.5函數(shù)發(fā)生器5</p><p>　　2.6可調(diào)直流穩(wěn)壓電源5</p><p>　　3、電路模型的設(shè)計6</p><p&g

4、t;　　3.1正弦波發(fā)生電路仿真圖6</p><p>　　3.2方波發(fā)生電路仿真圖7</p><p>　　3.3三角波發(fā)生電路仿真圖7</p><p>　　3.4函數(shù)發(fā)生器仿真圖8</p><p>　　3.5可調(diào)直流穩(wěn)壓電源仿真圖8</p><p>　　4、理論分析及計算9</p><p

5、>　　4.1函數(shù)發(fā)生器9</p><p>　　4.1.1正弦波產(chǎn)生電路9</p><p>　　4.1.2 方波產(chǎn)生電路9</p><p>　　4.1.3 三角波產(chǎn)生電路10</p><p>　　4.2可調(diào)直流穩(wěn)壓電源10</p><p>　　5、仿真結(jié)果分析11</p><p>

6、;　　5.1正弦波的產(chǎn)生波形圖11</p><p>　　5.2方波的產(chǎn)生波形圖11</p><p>　　5.3三角波的產(chǎn)生波形圖12</p><p>　　5.4函數(shù)發(fā)生器中三種波形同時產(chǎn)生的波形組合圖12</p><p>　　5.5可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的實現(xiàn)圖（8v~12v可調(diào)）13</p><p>　　6、設(shè)計

7、總結(jié)和體會13</p><p><b>　　7、參考文獻(xiàn)14</b></p><p>　　1、課程設(shè)計的目的與作用</p><p>　　鞏固所學(xué)的相關(guān)理論知識；</p><p>　　實踐所掌握的電子制作技能；</p><p>　　會運用Multisim工具對所作出的理論設(shè)計進(jìn)行模擬仿真測試,進(jìn)

8、一步完善理論設(shè)計；</p><p>　　通過查閱手冊和文獻(xiàn)資料,熟悉常用電子器件的類型和特性,并掌握合理選用元器件的原則；</p><p>　　掌握模擬電路的安裝\測量與調(diào)試的基本技能,熟悉電子儀器的正確使用方法,能力分析實驗中出現(xiàn)的正常或不正?，F(xiàn)象(或數(shù)據(jù))獨立解決調(diào)試中所發(fā)生的問題；</p><p>　　學(xué)會撰寫課程設(shè)計報告；</p><p&

9、gt;　　培養(yǎng)實事求是,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和嚴(yán)肅的工作作風(fēng)；</p><p>　　完成一個實際的電子產(chǎn)品，提高分析問題、解決問題的能力。</p><p>　　2、設(shè)計任務(wù)及所用multisim軟件環(huán)境介紹</p><p>　　2.1 multisim軟件環(huán)境介紹</p><p>　　Multisim是Interactive Image Tech

10、nologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。為適應(yīng)不同的應(yīng)用場合， 了許多版本，用戶可以根據(jù)自己的需要加以選擇。 Multisim推出軟件以圖形界面為主，采用菜單、工具欄和熱鍵相結(jié)合的方式，具有一般Windows應(yīng)用軟件的界面風(fēng)格，用戶可以根據(jù)自己的習(xí)慣和

11、熟悉程度自如使用。</p><p>　　界面由多個區(qū)域構(gòu)成：菜單欄，各種工具欄，電路輸入窗口，狀態(tài)條，列表框等。通過對各部分的操作可以實現(xiàn)電路圖的輸入、編輯，并根據(jù)需要對電路進(jìn)行相應(yīng)的觀測和分析。用戶可以通過菜單或工具欄改變主窗口的視圖內(nèi)容。</p><p>　　2.2正弦波發(fā)生電路</p><p>　?。?）輸出波形：正弦波</p><p>

12、;　?。?）頻率范圍：100HZ~250HZ連續(xù)可調(diào)；</p><p>　　（3）輸出電壓：正弦波的輸出信號幅值為6V.</p><p>　?。?）正弦波失真度：。</p><p><b>　　2.3方波發(fā)生電路</b></p><p>　?。?）輸出波形：方波</p><p>　?。?）頻率范圍

13、：200HZ~250HZ連續(xù)可調(diào)；</p><p>　?。?）輸出電壓：方波的輸出信號幅值為3V.</p><p>　　2.4三角波發(fā)生電路</p><p>　?。?）輸出波形：三角波</p><p>　?。?）頻率范圍：100HZ~200HZ連續(xù)可調(diào)；</p><p>　　（3）輸出電壓：三角波的輸出信號幅值為4.5

14、V.</p><p><b>　　2.5函數(shù)發(fā)生器</b></p><p>　?。?）輸出波形：正弦波－方波－三角波；</p><p>　?。?）頻率范圍：100HZ~250HZ連續(xù)可調(diào)；</p><p>　　（3）輸出電壓：正弦波-方波的輸出信號幅值為3V.三角波輸出信號幅值為0~5V連續(xù)可調(diào)；</p>

15、<p>　　（4）正弦波失真度：。</p><p>　　2.6可調(diào)直流穩(wěn)壓電源</p><p>　　1、設(shè)計一個連續(xù)可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源，主要技術(shù)指標(biāo)要求：</p><p>　?。?）輸入（AC）：U=220V，f=50HZ；</p><p>　?。?）輸出直流電壓：Uo在8v---12v之間可調(diào)；</p><p&

16、gt;　　2、設(shè)計電路結(jié)構(gòu)，選擇電路元件，計算確定元件參數(shù)，畫出實用原理電路圖。</p><p>　　3、自擬實驗方法、步驟及數(shù)據(jù)表格，提出測試所需儀器及元器件的規(guī)格、數(shù)量。</p><p>　　4、在實驗室Multisim軟件上畫出電路圖，并仿真和調(diào)試，并測試其主要性能參數(shù)。</p><p><b>　　3、電路模型的設(shè)計</b></p

17、><p>　　3.1正弦波發(fā)生電路仿真圖</p><p>　　圖 1 .正弦波發(fā)生電路仿真圖</p><p>　　3.2方波發(fā)生電路仿真圖</p><p>　　圖 2 .方波發(fā)生電路仿真圖</p><p>　　3.3三角波發(fā)生電路仿真圖</p><p>　　圖 3三角波發(fā)生電路仿真圖</p&g

18、t;<p>　　3.4函數(shù)發(fā)生器仿真圖</p><p>　　圖4函數(shù)發(fā)生器仿真圖</p><p>　　3.5可調(diào)直流穩(wěn)壓電源仿真圖</p><p>　　圖5可調(diào)直流穩(wěn)壓電源仿真圖</p><p>　　4、理論分析及計算 </p><p><b>　　4.1函數(shù)發(fā)生器</b></

19、p><p>　　函數(shù)信號發(fā)生器是常用的電子原件之一。它的實質(zhì)是一種能夠輸出正弦波，方波和三角波等多種電壓波形的信號源。先產(chǎn)生正弦波，再經(jīng)過整形電路，來將正弦波變?yōu)榉讲?，最后?jīng)過積分電路變成三角波。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

20、設(shè)計框如圖：</p><p>　　4.1.1正弦波產(chǎn)生電路</p><p>　　利用RC橋式振蕩電路產(chǎn)生正弦波，原理如下圖所示；其中RC串并聯(lián)電路構(gòu)成正反饋支路，同時兼并選頻網(wǎng)絡(luò)，R2,R3,R8及二極管等原件構(gòu)成負(fù)反饋和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。調(diào)節(jié)電位器R2，可以改變負(fù)反饋深度，以滿足震蕩的振幅條件和改善波形，利用兩個反向二極管D1,D2正向電阻的非線性來實現(xiàn)穩(wěn)幅。D1,D2采用硅管，且要求特性匹配，

21、才能保證輸出波形正負(fù)半周對稱。R2的接入是為了削弱二極管非線性的影響，以改善波形失真。</p><p>　　從示波器上測得正弦波的周期為T=4ms,則振蕩頻率為</p><p>　　4.1.2 方波產(chǎn)生電路</p><p>　　利用過零比較器產(chǎn)生方波，其中D1,D2決定其輸出電壓的幅值。該電路為處于開環(huán)狀態(tài)的集成運放是一個最簡單的過零比較器。由于理想運放的開環(huán)增益為

22、無窮大。因此，當(dāng)輸入信號小于零時，輸出為高電平；當(dāng)輸入信號大于零時，輸出為低電平。從示波器輸出波形可知，當(dāng)輸入為正弦波時輸出為正弦波。其中穩(wěn)壓管的作用是實現(xiàn)限幅。</p><p>　　方波的幅值為： </p><p>　　當(dāng)電位器Rw的滑動端調(diào)在中間位置時，由虛擬示波器可見，輸出波形為正負(fù)半周對稱的方波，電容上的電壓Uc為充放電波形，從虛擬示波器上可測得，方波的幅度為Uom=5v,振蕩

23、周期為T=7.7ms</p><p>　　將電位器Rw的滑動變阻端向上移動，由虛擬示波器可見，方波的正半周T1增大，而負(fù)半周T2減小，相反，如Rw的滑動端向下移動，則正半周T1減小，負(fù)半周T2增大</p><p>　　當(dāng)Rw的滑動端調(diào)至最下端時，可測得此時T1=1.6ms,T2=6.1ms，T=T1+T2=7.7ms,占空比為</p><p>　　4.1.3 三角波

24、產(chǎn)生電路 </p><p>　　利用積分器產(chǎn)生三角波，前面一級滯回比較器的輸出波形為方波。</p><p>　　從虛擬示波器上可測得，三角波的幅值為Uom=4.5v,振蕩周期T=9ms</p><p>　　4.2可調(diào)直流穩(wěn)壓電源</p><p>　　電網(wǎng)供電電壓交流220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網(wǎng)電

25、壓降低獲得所需要交流電壓。降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動大）。脈動大的直流電壓須經(jīng)過濾波電路變成平滑，脈動小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。濾波后的直流電壓，再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給電壓表。</p><p>　　將電位器R5的滑動端向上移動，由虛擬儀表可看出輸出電壓Uo將減小，相反，將滑動端向下移動時輸出電壓Uo將增大。

26、</p><p>　　當(dāng)R5的滑動端調(diào)到最上端時，可測得Uo=8.394v，當(dāng)滑動端調(diào)至最下端時，測得電壓Uo=12.044v。因此，穩(wěn)壓電源輸出電壓的可調(diào)范圍為8.394v~~12.044v。</p><p><b>　　5、仿真結(jié)果分析</b></p><p>　　5.1正弦波的產(chǎn)生波形圖</p><p>　　圖 7

27、 正弦波的產(chǎn)生波形圖</p><p>　　5.2方波的產(chǎn)生波形圖</p><p>　　圖 8 方波的產(chǎn)生波形圖</p><p>　　5.3三角波的產(chǎn)生波形圖</p><p>　　圖 9 三角波的產(chǎn)生波形圖</p><p>　　5.4函數(shù)發(fā)生器中三種波形同時產(chǎn)生的波形組合圖</p><p>　　圖

28、 10 函數(shù)發(fā)生器波形圖</p><p>　　5.5可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的實現(xiàn)圖（8v~12v可調(diào)）</p><p>　　圖 11 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的實現(xiàn)圖</p><p><b>　　6、設(shè)計總結(jié)和體會</b></p><p>　　通過此次課程設(shè)計，使我更加扎實的掌握了有關(guān)模擬電子技術(shù)方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇到了一些

29、問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手操作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。 過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計過程中，我不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會的

30、發(fā)展和學(xué)習(xí)實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會及他人對你的認(rèn)可！ 課程設(shè)計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時，設(shè)計讓我感觸很

31、深。使我對抽象的理論有了具體</p><p><b>　　7、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 清華大學(xué)電子學(xué)教研組編 . 楊素行主編 . 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程 . 3版 . 北京：高等教育出版社 , 2005 .</p><p>　　[2] 趙淑范 ，董鵬中主編 . 電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計 . 2版 . 北京：高等教育出版社

32、, 2009</p><p>　　[3] 賈更新主編 . 電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計 . 1版 . 陜西：西北工業(yè)大學(xué)出版社 , 2010</p><p>　　[4] 清華大學(xué)電子學(xué)考研組編 . 童詩白 , 華成英主編 . 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) . 3版 . 北京：高等教育出版社 , 2001</p><p>　　[5] 周淑閣主編 . 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) . 北京：高等教育