模擬電子技術(shù)課程設(shè)計--函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計與調(diào)試

1、<p>　　《模擬電子技術(shù)課程設(shè)計》</p><p>　　學(xué) 生 姓 名： 　 　 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 　 　 </p><p>　　學(xué) 號： 　 　 </p><p>　　專

2、業(yè) 班 級： 自動化10-3 　</p><p>　　所在學(xué)院： 　 信息工程學(xué)院 　</p><p>　　時 間： 　 2012年6月25～29日 　</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　設(shè)計題目┄┄┄┄┄┄

3、┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 3</p><p>　　技術(shù)指標┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 3</p><p>　　3. 方案的分析┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 3</p><p>　　4. 電路設(shè)計及方案選擇┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 4</p><p&g

4、t;　　5. 電路調(diào)試┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 7</p><p>　　6. 原件清單┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ ８</p><p>　　7. 實驗總結(jié)┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 9</p><p>　　8. 參考文獻┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄

5、┄ 10</p><p>　　函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計與調(diào)試</p><p>　　設(shè)計題目：函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計與調(diào)試</p><p>　　技術(shù)指標：f=100HZ—1KHZ 可調(diào)，方波幅值±6V，三角波幅值±4V</p><p>　　方案的分析：共有兩種方案可供選擇。方案一從方波發(fā)生器開始，接一個積分電路獲得三角波，再通過低通濾波

6、器將三角波轉(zhuǎn)化為正弦波，從而獲得三種波形。</p><p>　　方案1、方波發(fā)生器、積分電路、低通濾波器</p><p>　　方案二由ＲＣ振蕩電路開始獲得一個正弦波，再通過電壓比較器得到方波，最后接積分電路獲得三角波。</p><p>　　方案2、RC振蕩電路、電壓比較器、積分電路</p><p>　　我用Multisim軟件分別模擬了兩種情

7、方案。</p><p><b>　　電路設(shè)計及方案選擇</b></p><p>　　仿真軟件為Multisim，Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以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。</p><p><b

8、>　　方案一、</b></p><p>　　從左到右三個７４１芯片分別接了方波電路，三角波電路以及低通濾波器。</p><p>　　此為產(chǎn)生的方波波形。</p><p>　　此為方波轉(zhuǎn)化后的三角波波形。</p><p>　　此為三角波通過低通濾波器后產(chǎn)生的正弦波波形。</p><p>　　雖然軟件模擬

9、時波形產(chǎn)生的很穩(wěn)定。但是，具有理想幅頻特性的濾波器是很難實現(xiàn)的。只能用實際的幅頻特性去逼近理想的。一般來說，濾波器的幅頻特性越好，其相頻持性越差，反之亦然。濾波器的階數(shù)越高，幅頻特性衰減的速率越快，但RC網(wǎng)絡(luò)的節(jié)數(shù)越多，元件參數(shù)計算越繁瑣，電路調(diào)試困難。所以我僅用軟件模擬了方案一的情況。</p><p>　　所以我們最終的選擇是方案二。</p><p><b>　　方案二、<

10、;/b></p><p>　　從做到右三個741芯片分別構(gòu)成了RC正弦波振蕩電路，方波發(fā)生器，積分電路。</p><p>　　此為RC振蕩電路產(chǎn)生的正弦波波形。</p><p>　　由選頻網(wǎng)絡(luò)和放大電路兩部分組成。選頻網(wǎng)絡(luò)兼作放大電路的正反饋，反饋系數(shù)Fv = Vf / Vo ，當f =1 / (2πRC) 時，幅頻響應(yīng)的幅值為最大Fmax = 1/3 ，相

11、頻響應(yīng)的相位角為零。也就是說，只有當f =1 / (2 πRC) 時，輸出電壓的幅值最大，為輸入電壓的1/3，且輸出電壓與輸入電壓同相。</p><p>　　此為產(chǎn)生的正弦波通過滯回比較器后產(chǎn)生的方波。</p><p>　　此為方波通過積分電路之后產(chǎn)生的三角波波形。</p><p><b>　　五．電路調(diào)試</b></p><

12、;p>　　在軟件模擬的過程中，方案二的RC振蕩電路產(chǎn)生的正弦波幅值會隨時間推移而衰減。經(jīng)調(diào)試后發(fā)現(xiàn)，RC振蕩電路中R的阻值越大，衰減的越緩慢，反則反之。起偏時要先將滑動變阻器的阻值調(diào)大，而后緩慢降至20K便能得到不失真的正弦波形。在后面積分電路中的滑動變阻器需要先置零，待波形出現(xiàn)后再拉高電阻至合適位置，穩(wěn)定波形。</p><p>　　所選用的放大電路應(yīng)具有盡可能大的輸入電阻和盡可能小的輸出電阻，減小放大電路

13、對選頻特性的影響，是振蕩頻率幾乎僅僅決定于選頻網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　為提高橋式正弦波振蕩電路的振蕩頻率，必須減?。遥玫臄?shù)值。但是減少必須適當。</p><p><b>　　六．原件選取列表</b></p><p>　　選取3個示波器的原因是，由于示波器的Ｙ１和Ｙ２共同接受信號導(dǎo)致信號不穩(wěn)定，而且實驗設(shè)備和環(huán)境的影響同樣會導(dǎo)致波形的失真，所

14、以選取三個示波器以減小示波器對信號的影響。</p><p><b>　　七．實驗總結(jié)</b></p><p>　　為期一個星期的課程設(shè)計已經(jīng)結(jié)束了，最后完成了電路仿真調(diào)試成功，得出一系列的實驗結(jié)果，我們還是很高興的。 剛開始的時候，面對已經(jīng)畫好的圖時，仿真怎么都出不來結(jié)果的時候，我很是著急，無論電路怎么修改時都不能得出結(jié)果，后來我們互相討論，仔細研究了之前老師講解的內(nèi)

15、容，總算是得出了正確的波形，很高興，接下來就比較容易了，根據(jù)不同結(jié)果的電容得出對應(yīng)的波形。接下來的日子里我繼續(xù)對我的課程設(shè)計進行改造，盡量講所有需要輸出的波形調(diào)到任務(wù)的要求。我覺得這似乎是這部分設(shè)計最麻煩的地方，同時也是計算最多的地方。</p><p>　　根據(jù)方波、三角波和正弦波所需要輸出的波形的幅值的要求，我換了許多次電容和電阻，比較頭痛的是三角波的幅值變換和正弦波的變化。每次調(diào)整三角波幅值的變化時，都會改變

16、其頻率，這也是我在本次課程設(shè)計的過程中比較遺憾的地方。正弦波遇到的問題最為苦惱。首先是波形的成型。在第一天下午忙完了一天的我，出現(xiàn)了所要的波形。但后來發(fā)現(xiàn)，方波和三角波的圖形穩(wěn)定，而正弦波的幅值再不斷下降。在反復(fù)改變與其有關(guān)的電容和電阻后仍然出現(xiàn)這樣的狀況，但是在模擬時，采用方案一的低通濾波器沒有出現(xiàn)這樣的情況，雖然到最后也沒有弄明白這到底是什么原因造成的，但是這次課程設(shè)計給了我們動手自己操作的機會，讓我學(xué)會了很多。課程設(shè)計給了我們一次

17、實際掌握知識的機會，離開了課堂嚴謹?shù)沫h(huán)境，接觸到真正的電路元件，實際的動手操作，解決問題。</p><p>　　對于我們而言，最缺少的就是實習動手能力了，在課堂上，我們可以學(xué)到許多知識，但是當我們自己操作的時候就會遇到好多困難，就會覺得實踐真的是我們在平時很需要的。只憑著自己單獨的思考是不能完成實際的工作的。只有在擁有扎實的知識基礎(chǔ)上，通過不斷的實踐，機械操作和經(jīng)驗的積累，然后才能把所學(xué)的知識有效的運用到實際工作

18、中。 所以這半個星期的課程設(shè)計對我們而言是必不可少的，不僅是給我們鍛煉自己實踐能力的機會，也是檢驗我們在課堂上所學(xué)的知識是否扎實的時機。通過我們自己的觀察才能對課上所學(xué)器件進行實際化，更能讓我們記得更深更牢。當然也會對我們所掌握的知識進行補充，填補其中的空白，彌補其中的盲點。 這一個星期的實習，讓我學(xué)到了很多，當然也有許多感觸。在學(xué)校，如果我們不能學(xué)到一點技能的話，出了校門我們能夠去干什么樣的工作呢。而且對于以后自己是從事技術(shù)開發(fā)工作還

19、是其他的車間操作還是其他的等等都有了一些了解，能夠為自己的將來做個正確的決定。 而且有個好的搭檔對我們的操作也起到了一個事半功倍的效果，我們整個過程中都是通過互相討論來一起解決遇到的種種難題，所以說以后的學(xué)習和工作中，與搭檔的好好相處與互相協(xié)助也是模擬電子</p><p><b>　　八．參考文獻</b></p><p>　　清華大學(xué)電子學(xué)教研組編，童詩白﹑華成英主編