信号源的设计和制作Multisim实验报告.docVIP

信 号 源 的 设 计 与 制 作 实 验 报 告 姓名 ： ：班级 ： ：信号源的设计与制作 - 2 - 一 课程设计目的及任务与要求 - 2 - 1.1 课程设计目的： - 2 - 1.2 课程设计任务： - 2 - 1.3 课程设计要求： - 3 - 二 总电路设计方案与原理分析 - 3 - 2.1 系统方案图： - 3 - 2.2 正弦波发生电路的工作原理: - 3 - 2.3 正弦波转换方波电路的工作原理: - 5 - 2.4 方波转换成三角波电路的工作原理： - 8 - 2.5 总电路图 - 9 - 三 单元电路设计原理与仿真 - 9 - 3.1 正弦波发生电路的设计 - 9 - 3.2 正弦波转换方波电路的设计 - 11 - 3.3 方波转换成三角波电路的设计 - 12 - 四 电路调试或仿真 - 13 - 4.1 电路调试 - 13 - 4.2 电路仿真 - 13 - 五 实习体会 - 14 - 信号源的设计与制作 一 课程设计目的及任务与要求 1 课程设计目的： （1）培养学生查阅资料的能力。 （2）培养学生团队精神。 （3）培养学生综合设计和实践能力。 2 课程设计任务： （1） 设计一个能产生正弦波、方波、三角波信号源； （2）能同时输出一定频率一定幅度的3种波形：正弦波、和三角波； （3）可以用±12V或±15V直流稳压电源供电； 3 课程设计要求： （1）输出波形：正弦波、方波、三角波； （2）频率范围 ：在1Hz～10000Hz范围内可调 ； （3）输出电压：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ1V； 二 总电路设计方案与原理分析 2.1系统方案图： 2.2 正弦波发生电路的工作原理: 产生正弦振荡的条件: 正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般在放大电路中引入正反馈，并创造条件，使其产生稳定可靠的振荡。正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。其中：接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路；反馈网络；选频网络；稳幅电路个部分。 （1）放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，电路获得一定幅值的输出值，实现自由控制。 （2）选频网络：确定电路的振荡频率，是电路产生单一频率的振荡，即保证电路产生正弦波振荡。 （3）正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于其反馈信号。 （4）稳幅环节：也就是非线性环节，作用是输出信号幅值稳定。 分类： 按选频网络的元件类型，把正弦振荡电路分为：文氏桥正弦波振荡电路；LC正弦波振荡电路；石英晶体正弦波振荡电路。 文氏桥正弦波振荡电路 常见的文氏桥正弦波振荡电路是RC串并联式正弦波振荡电路。 它的电路图如图所示 2.3 正弦波转换方波电路的工作原理: 在单限比较器中，输入电压在阀值电压附近的任何微小变化，都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。而滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因此也就具有一定的抗干扰能力。从反向输入端输人的滞回比较器电路如图1a所示，滞回比较器电路中引人了正反馈。从集成运放输出端的限幅电路可以看出，UO＝±UZ。集成运放反相输人端电位UP＝UI同相输入端电位 　　令UN=UP求出的uI就是阀值电压，因此得出 　　输出电压在输人电压u，等于阀值电压时是如何变化的呢？假设uI-UT，那么UN一定小于up，因而UO＝+UZ，所以uP=+UYO。只有当输人电压uI增大到+UT，再增大一个无穷小量时，输出电压UO才会从+UT跃变为-UT。同理，假设UI+UT，那么UN一定大于uP，因而UO＝-UZ，所以uP＝-UT。只有当输人电压UI减小到-UT，再减小一个无穷小量时，输出电压UO才会从-UT跃变为+UT。可见，UO从+UT跃变为-UT和从-UT跃变为+UT的阀值电压是不同的，电压传输特性如图所不。 　　从电压传输特性上可以看出，当-UT＜uI＜+UT时，UO可能是-UT，也可能是+UT。如果uI是从小于-UT，的值逐渐增大到-UTuI+UT，那么UO应为+UT；如果uI从大于+UT的值逐渐减小到-UTuI+UT，那么应为-UT。曲线具有方向性，如图b所示。 实际上，由于集成运放的开环差模增益不是无穷大，只有当它的差模输人电压足够大时，输出电压UO才为±UZ。UO在从+UT变为-UT或从-UT变为+UT的过程中，随着uI的变化，将经过线性区，并需要一定的时间。滞回比较器中引人了正反馈，加快了UO的转换速度。例如，当