波形产生电路课程设计分析研究方案.docVIP

个人收集整理 仅供参考学习 个人收集整理 仅供参考学习 PAGE / NUMPAGES 个人收集整理 仅供参考学习 信号发生器地设计与实现 电气0504班牛朋亮012005017717 一 设计题目 信号发生器地设计与实现 二 设计要求 自已设计电路系统，构成信号发生器，要求能产生三种以上地信号.（可以一种电路产生多种信号，也可以由不同电路产生不同信号）.利用Matlab或PSPICE或PROTEL或其他软件仿真.b5E2RGbCAP 三 设计方案 本次设计采用文氏桥式RC振荡器来实现正弦波形地产生；采用迟滞比较器和积分器来组成方波—三角波产生器来实现方波与三角波形地产生.p1EanqFDPw 四 设计原理 Ⅰ、正弦波振荡电路 1、正弦波振荡器地定义： 它是不需外接输入信号就能将直流能源转化成具有一定振幅和一定频率地正弦波电路. 正弦波振荡电路地方框图 正弦波振荡电路地方框图 2、正弦波振荡电路地振荡条件 由上图可知，如在放大电路地输入端（1端）外接一定频率，一定幅度地正弦波信号，经过基本放大电路和反馈网络地所构成地环路传输后，在反馈网络地输出端（2端），得到反馈信号，如果与在大小和相位上都一致，那么就可以除去外接信号，而将1、2两端连接在一起（如图b虚线所示）而形成闭环系统，其输出端可能继续维持与开环时一样地输出信号.DXDiTa9E3d 这样，由于=，便有或,在上式中，设=A,，则可得到 振幅平衡条件 振幅平衡条件 即： 相位平衡条件 相位平衡条件 这是正弦波振荡电路产生持续振荡地两个条件. 振荡电路地振荡频率f0是由相位平衡条件来决定地，一个正弦波振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件，这个频率就是f0，这就要求在环路中包含一个具有选频特性地网络，简称选频网络.RTCrpUDGiT 振幅平衡条件是指振荡电路已进入稳态振荡而言地. 3、 起振和稳幅 起振条件 振荡电路是单口网络，无须输入信号就能起振，其信号来源于电路电器中地噪声，在噪声中，满足相位平衡条件地某一频率w0地噪声信号被RC串并联选频网络选择放大，成为振荡电路地输出信号.5PCzVD7HxA 当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加，否则波形将出现失真. 稳幅地作用就是，当输出信号幅值增加到一定程度时，使振幅平衡条件从 A(ω)F(ω)1回到 A(ω)F(ω)=1. 4、RC串并联选频网络地选频特性 反馈系数 又令s=jω,= 则 幅频响应 相频响应 当时，幅频响应有最大值 相频响应 5、文氏电桥RC振荡器 当 文氏电桥RC振荡器 文氏电桥RC振荡器 电路满足相位平衡条件 此时若放大电路地电压增益为 即=2 则振荡电路满足振幅平衡条件 电路可以输出频率为地正弦波 稳幅措施：为了进一步改善输出电压幅度地稳定问题，可以在放大电路地负反馈回路里采用非线性元件来自动调整反馈地强弱以维持输出电压地稳定.jLBHrnAILg 能够自行启动地电路如下图所示： 能够自行启动地正弦波产生电路图_ 能够自行启动地正弦波产生电路图 _ + ? + ? R21 R C C R1 R22 D1 D2 其中R22为一小电阻，使(R21+R22)略大于2R1，|AF|1，以便起振. 随着uo地增加，R22逐渐被短接，A自动下降到使|AF|=1，使得输出uo稳定在某值. Ⅱ、方波—三角波产生电路 1、迟滞比较器：上行地迟滞比较器 －+ － + + uo R R2 R1 ui uo ui 0 Uom -Uom UH UL 上下门限电压： ui- ui - + + R R2 C uo ui ui=-U ui=+U t uo 0 +Uom -Uom 3、方波三角波产生电路 由上行地迟滞比较器和反相积分器级联构成，迟滞比较器地输出作为反相积分器地输入，反相积分器地输出又作为迟滞比较器地输入.－+ － + + － + + A1 A2 uo uo1 R02 R01 R C R2 R1 方波三角波产生电路 方波三角波产生电路波形图如下： 0 0 0 uo1 t ＋UOM －UOM uo t UH UL 五、设计内容： Ⅰ、正弦波产生电路及其仿真： 正弦波产生电路 当R4’+R5=2*R3时， 当R4’ 其周期为T=2*3.14*R*C. 改变R或C地值即可改变输出正弦波地周期和频率. 正弦波产生电路地幅值:由万用表测量可知二极管地正向压降幅值为：0.365901*1.4v=0.511v由Vo/(3*R3)=Vd/(3*R3-R5*59%-R3),故输出正弦波地幅值为Vo≈9.8v,由仿真结果看,理论值和计算值吻合地很好.LDAYtRyKfE (1) R1=R2=100%,周期T=