波形发生与转换电路.docVIP

课程设计报告 课程 电子测量与虚拟仪器课程设计 题目 波形发生与转换电路 系 别 物理与电子工程学院 年 级 08级 专 业 电子科学与技术 班 级 2 学 号 0502082（26 25 18） 学生姓名 张家才 慎邦威 王杰锋 指导教师 徐健 职 称 讲师 设计时间 2011.3.28~2011.4.1 第一章系统概述和方案设计 3 1.1 概述 3 1.2 设计指标 3 1.3 方案论述 4 1.3．1方案流程图 5 1.4 multisim软件简介 5 第二章 电路设计分析与仿真 6 2.1 三角波产生电路 6 2.1.1 电路组成 6 2.1.2 门限电压的估算 6 2.1．3 工作原理 7 2.2 三角波整流电路 8 2.3 调幅电路 9 2.4偏置电路 12 附录 14 元件清单 14 电路图 14 实物图 16 参考文献 17 课程设计心得体会 17 绪论 在研制、生产、使用、测试和维修各种电子元器件、部件以及整机设备时，都需要有信号源，由它产生不同频率、不同波形的电压、电流信号并加到被测器件、设备上，用其他测量仪器观察、测量被测者的输出响应，以分析和确定它们的性能参数。 而波形发生器是它们中一种更为常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。本次课程设计应用所学电路设计构成可产生三角波形，并在此基础上应用二极管整流网络对所产生的三角波整流为正弦波，再对正弦波进行进一步的处理。 电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类日益增多，性能日益提高，尤其近代微处理器的迅速发展更促使信号发生器向着自动化、智能化的方向发展。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖范围、高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化方向发展。 第一章系统概述和方案设计 1.1 概述 信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。例如在通信、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，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。 1.2 设计指标 1. 使用模拟或者数字的方法设计一个频率可调的三角波发生器，并利用二极管网络将三角波整成正弦波。对正弦波作进一步处理： 1) 使正弦波峰峰值可变 2) 使正弦波可叠加直流偏置 3) 频率调节范围50Hz～100KHz 分析原理，设计电路，正确选择参数，在实现电路仿真的基础上搭建和调试硬件电路。 1.3 方案论述 应用多谐振荡电路产生方波，再应用积分电路对所产生的方波进行一次积分产生三角波，用二极管整形网络对三角波进行整流使之产生不失真的正弦波。对正弦波进一步处理：用反相放大器对产生的波形进行放大，后跟反相加法器对正弦波进行直流偏置。用multisim软件对电路仿真。 1.3．1方案流程图 图1方案流程图 1.4 multisim软件简介 Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。 第二章 电路设计分析与仿真 2.1 三角波产生电路 利用集成运放构成的比较器和电容的充放电，可以实现集成运放的周期性翻转，进而在输出端产生一个方波。给电容的充电是恒压充电，随着电容电压的升高，其充电电流越来越小，电容电压上升也越来越缓慢。理论分析可知，电容上电压的变化，是一个负指数曲线。因此，这个电路只能实现方波发生。但是，我们注意到，这个负指数曲线在工作过程中是不停地正向充电、反向放电，已经和三角波有些类似。如果能够使得电容上充电电流固定，则其电压的上升或者下降将是线性的，就可以在电容端获得一个三角波。 2.1.1 电路组成 由图2见，电