电子信息工程专业《高频电子线路》课程设计技术方案.docVIP

高频电子线路 课程设计 题 目： RC正弦波振荡电路 院（系、部）： 机电工程学院 学 生 姓 名： 张金鹏 指 导 教 师： 杜殿会 杨英 2014年 12月 4 日 河北科技师范学院教务处制 摘 要 本设计的主要电路采用文氏电桥振荡电路。如图1-1文氏桥振荡电路由放大电路和选频网络两部分组成,施加正反馈就产生振荡，振荡频率由RC网络的频率特性决定。它的起振条件为： ，振荡频率为：。运算放大器选用LM741CN,采用非线性元件（如温度系数为负的热敏电阻或JFET）来自动调节反馈的强弱以维持输出电压的恒定，进而达到自动稳幅的目的，这样便可以保证输出幅度为2Vp-p；而频率范围的确定是根据式fo=1/2πRC以及题目给出的频率范围来确定电阻R或电容C的值，进而使其满足题目的要求 关键词目 录 摘 要 1 1设计任务及要求 3 1.1设计任务 3 1.2要求 3 2 方案论证 3 3 单元电路设计 7 4 电路原理图及PCB版图 8 5 总结 12 附录及参考文献 13  1 设计任务及要求 主要任务： 1.1 设计任务及技术指标 设计一个正弦波振荡电路，使它能输出频率一定的正弦波信号，振荡频率测量值与理论值的相对误差小于±5%，电源电压变化±1V时，振幅基本稳定，振荡波形对称，无明显非线性失真。 1.2 设计要求 1.2.1 设计方案 按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较； 以模拟器件电路为主，设计一个正弦波振荡电路（实现方案）； 1.2.2 实现方案 根据设计的实现方案，画出电路逻辑图和装配图； 查阅资料，确定所需各元器件型号和参数； 自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求； 2 方案论证 正弦波振荡电路是在没有外加输入信号的情况下，依靠电路自激振荡二产生正弦波输出电压的电路，在正弦波振荡电路中，一要反馈信号能够取代输入信号，所以电路中一定要引入正反馈；二是要有外加的选频网络用以确定振荡频率。 通常可以将正弦波振荡电路分解为下图a所示的方框图，上一个方框为放大电路，下一个方框图为反馈网络，反馈为正，当输入量为零时，反馈量等于净输入量。 图a 电路引入正反馈 图b 反馈量作为净输入量 如图b所示。由于电扰动，电路产生一个幅值很小的输入量，其中的频率分量丰富，而如果电路只对f0的正弦波产生反馈过程，则输出信号 Xo↑→ Xf↑(Xi↑)→Xo↑↑ 在正反馈过程中，Xo越来越大。由于晶体管的非线性特性，当Xo的幅值增大到一定程度时，放大倍数的数值将减小。因此，Xo不会无限制的增大，当Xo增大到一定数值时，电路达到动态平衡。这时，输出量通过反馈网络产生反馈量作为放大电路的输入量，而输入量又通过放大电路维持着输出量，写成表达式为 Xo=A·Xf=AF·Xo 也就是说正弦波振荡的平衡条件为 AF=1。 本实验采用RC串并联选频网络作为正反馈网络，下面就RC串并联网络进行实验论证。 1）RC串并联选频网络 RC串并联选频网络如下图（a）所示，它在正弦波振荡电路中既为选频网络，又为正反馈网络，所以其输入电压为 ，输出电压为 当信号频率足够低时， ，因而网络的简化电路及其电压和电流的向量如图(b)所示。 超前 ，当频率趋于零时，相位超前趋近于+900，且趋近于零。 当信号频率足够高时， ，因而网络的简化电路及其电压和电流的向量如图（c）所示。 滞后 ，当频率趋近于无穷大时，相位滞后趋近于-900，且 趋近于零。 当信号频率从零逐渐变化到无穷大时， 的相位将从+900逐渐变化到-900。因此，对于RC串并联选频