模拟电子技术课程设计报告。
设计课题:正弦波振荡器的设计。
专业班级: 电子信息工程1101
姓名学号: 檀丽 9312110116
指导教师: 王枫。
设计时间: 2013/12/9—2013/12/13
模电部分。正弦波振荡器的设计。
一、设计的目的和任务。
模拟电子技术课程设计是电路分析、模拟电子技术、数字电子技术等课程之后的一门理论与实践相结合的综合设计性课程,目的在于提高和增强学生对电子技术知识的综合分析与应用能力。这对于提高学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要,是电子技术人才培养成长的必由之路。模拟与数字电子技术课程设计应达到以下目的:
1)加深对所学理论知识的理解,并能将其熟练应用,做到理论与实际相结合;
2)学会查寻资料、方案比较,以及设计计算及制作调试等环节,进一步提高分析解决实际问题的能力;
3)要求学生根据技术指标进行理论设计,并制作调试完成,培养学生分析问题、解决问题的实践能力。
二、方案设计与论证。
在正弦波振荡电路中,一要反馈信号能够取代输入信号,即电路中必须引入正反馈;二要有外加的选频网络,用以确定振荡频率。正弦波振荡的平衡条件为:, 起振条件为。
写成模与相角的形式: (n为整数) 电路如图1所示:
图1:rc桥式**电路。
rc桥式振荡电路由rc串并联选频网络和同相放大电路组成,图中rc选频网络形成正反馈电路,决定振荡频率。、形成负反馈回路,决定起振的幅值条件,、是稳幅元件。
该电路的振荡频率起振幅值条件。
式中 ,为二极管的正向动态电阻。
三、单元电路设计与参数计算。
电路参数确定。
根据设计所要求的振荡频率,由式①先确定rc之积,即 rc= ③
为了使选频网络的选频特性尽量不受集成运算放大器的输入电阻和输出电阻的影响,应使r满足下列关系式: >r>>一般约为几百千欧以上,而仅为几百欧以下,初步选定r之后,由式③算出电容c的值,然后再算出r取值能否满足振荡频率的要求。
确定、:电阻、由起振的幅值条件来确定,由式②可知≥2 , 通常取=(2.1~2.
5),这样既能保证起振,也不致产生严重的波形失真。此外,为了减小输入失调电流和漂移的影响,电路还应满足直流平衡条件,即: r=//
确定稳幅电路:通常的稳幅方法是利用随输出电压振幅上升而下降的自动调节作用实现稳幅。图1中稳幅电路由两只正反向并联的二极管、和电阻并联组成,利用二极管正向动态电阻的非线性以实现稳幅,为了减小因二极管特性的非线性而引起的波形失真,在二极管两端并联小电阻。
实验证明,取≈时,效果最佳。
四、总原理图及元器件清单。
连接选频网络如图2所示,测量rc串并联选频电路的幅频特性和相频特性,图2 选频网络。
反馈系数:
令,则代入上式,得出:
幅频特性为: 相频特性为:
当时,,即,。
1.59155khz
图3:幅频特性。
图4:相频特性。
元器件清单,见表1:
表1五、安装与调试。
运算放大器组成的rc桥式正弦波振荡器。
利用电流增大时二极管动态电阻减小,电流减小时二极管动态电阻增大的特点,加入非线性元件,从而使输出电压稳定,此时比例系数为
改变串并联电路的参数,调节rp,使电路产生正弦振荡。用示波器观察其输出波形,然后测出振荡频率。
图5:运算放大器组成的rc桥式正弦波振荡器。
图6:输出波形。
图7:运算放大器组成的rc桥式正弦波振荡器(2)
图8:输出波形(2)
图9:运算放大器组成的rc桥式正弦波振荡器(3)
图10:输出波形(3)
六、结论与心得。
经过这次课程设计我收获了很多,学习到了很多关于专业方面的知识。通过自己预先设计的电路,然后再参考一些书籍上的电路并经过修改和创造,设计成了最终符合要求的电路原理图,并进一步了解和学习了整个电路的各个部分的具体工作原理,达到了理想的要求,最后用软件对电路进行了部分**。
虽然在这次的实验设计和参数的确定以及实验结果的测试的过程中也遇到了一些困难和迷惑,但是通过查阅资料和书籍,并且请教老师和同学讨论,基本上解决了遇到的问题。
七、参考文献。
1、康华光等。模拟电子技术基础[m].北京:高等教育出版社,2006.
2、康华光等。数字电子技术基础[m].北京:高等教育出版社,2006.
3、邱关源。电路[m].北京:高等教育出版社,2006.
4、彭介华主编。电子技术课程设计指导[m].北京:高等教育出版社,2005.
5、陈大钦主编。电子技术基础实验-电子电路实验、设计、**[m].北京:高等教育出版社,2002.
6、毕满清主编。电子技术实验与课程设计[m].机械工业出版社,2005.
7、王立欣杨春玲。电子技术实验与课程设计[m].哈尔滨工业大学出版社,2005.
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