正弦波-方波-锯齿波函数转换器.doc
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1、 课程设计说明书课程设计名称: 模拟电子技术课程设计 课程设计题目:正弦波-方波-锯齿波函数转换器 学 院 名 称: 信息工程学院 专业: 通信工程 班级: 090421 学号: 09042134 姓名: 赵尚虎 评分: 教师: 20 11 年 3 月 16 日任务书题目3:设计制作一个产生正弦波方波锯齿波函数转换器。设计任务与要求 输出波形频率范围为0、02Hz20KHz且连续可调; 正弦波幅值为2V; 方波幅值为2V; 锯齿波峰-峰值为2V,占空比可调;摘要 本次课程设计得目得就是:应用电路分析低频等所学得知识设计一个正弦波-方波-锯齿波函数发生器。设计得正弦波-方波-锯齿波函数发生器就是
2、由正弦波发生器、过零比较器、积分电路等三大部分组成。正弦波发生器产生正弦波,正弦波经过过零比较器转变为方波,方波经过积分电路产生锯齿波。 关键字:正弦波、方波、锯齿波目录第一章 设计目得及任务 1、1 课程设计得目得5 1、2 课程设计得任务与要求5 1、3 课程设计得技术指标5第二章 系统设计方案选择2、1 方案提出62、2 方案论证与选择6第三章 系统组成及工作原理3、1 系统组成73、2 正弦波发生电路得工作原理7 3、3 正弦波转换方波电路得工作原理8 3、4 方波转换成锯齿波电路得工作原理9 3、5 总电路图11第四章 单元电路设计、参数计算、器件选择 4、1 正弦波发生电路得设计1
3、2 4、2 正弦波转换方波电路得设计13 4、3 方波转换成锯齿波电路得设计14第五章 实验、调试及测试结果与分析5、1电路总体仿真图如下所示175、2 调试方法与调试过程18第六章 结论21参考文献23附录(元器件清单)23第一章 设计得目得及任务1.1课程设计得目得1.掌握电子系统得一般设计方法2.掌握模拟器件得应用3.培养综合应用所学知识来指导实践得能力4.掌握常用元器件得识别与测试5.熟悉常用仪表,了解电路调试得基本方法1.2课程设计任务与要求1、设计制作一个正弦波-方波-锯齿波函数转换器2、能同时输出一定频率一定幅度得3种波形:正弦波、方波与锯齿波3、可以用12V或15V直流稳压电源
4、供电1.3 课程设计得技术指标1.设计、组装、调试函数发生器2.输出波形:正弦波、方波、锯齿波3.频率范围 :在0、02HZ-20KHZ范围内连续可调 4.输出电压:正弦波幅值+2V、方波幅值2V,锯齿波峰峰值2V,占空比可调第二章 系统设计方案选择2、1 方案提出方案一:RC正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成得正弦波方波锯齿波函数发生器得设计方法。先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波,再通过电压比较器产生方波,最后通过积分电路形成锯齿波。方案二:采用直接频率合成器,从信号得幅度相位关系出发进行频率合成。2、2 方案论证与选择方案一电路就是通过RC正弦波振荡电路,具有良好得正弦波,正弦
5、波通过电压比较器产生稳定得方波信号,方波信号经过积分器产生锯齿波,方案一得电路能通过改变门限电压,改变方波得占空比,而且此方案可调节正弦波得幅值。电路简单有效,精度较高,性价比高,易于制作,能应用于各种波形仿真、实验应用等。方案二能实现快速频率变换,具有低相位噪声以及所有方法中最高得工作频率。但由于采用大量得倍频、分频、混频与滤波环节,导致直接频率合成器得结构复杂、体积庞大、成本高,而且容易产生过多得杂散分量,难以达到较高得频谱纯度。相对而言,方案一较为合理有效,因此选择方案一。第三章 系统组成及工作原理3、1 系统组成及设计框图RC正弦波振荡电路:确定选频网络就是串联还就是并联,用滑动变阻器
6、代替电阻,以起到选频得效果,反馈部分用两个并联得二极管,起到稳幅得作用,再加滑动变阻器,用以改变正弦波得幅度;电压比较器:正弦波经过电压比较器变成方波,要改变方波得占空比就得改变其门限电压,通过外加受滑动变阻器调节得电源来实现可调门限电压;积分器:占空比调小后得方波经过积分器即可得到锯齿波。积分器锯齿波电压比 较电压比 较自激振荡产生正选波(RC正选波振荡电路)图13、2 正弦波发生电路得工作原理产生正弦振荡得条件:正弦波产生电路得目得就就是使电路产生一定频率与幅度得正弦波,我们一般在放大电路中引入正反馈,并创造条件,使其产生稳定可靠得振荡。正弦波产生电路得基本结构就是:引入正反馈得反馈网络与
7、放大电路。其中:接入正反馈就是产生振荡得首要条件,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得正弦波,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、稳幅电路等四个部分。正弦波振荡电路得组成判断及分类:1)放大电路:保证电路能够有从起振到动态平衡得过程,电路获得一定幅值得输出值,实现自由控制。2)选频网络:确定电路得振荡频率,就是电路产生单一频率得振荡,即保证电路产生正弦波振荡。3)正反馈网络:引入正反馈,使放大电路得输入信号等于其反馈信号。4)稳幅环节:也就就是非线性环节,作用就是输出信号幅值稳定。 判断电路就
8、是否振荡得方法就是: (1)就是否满足相位条件,即电路就是否就是正反馈,只有满足相位条件才可能产生振荡(2)放大电路得结构就是否合理,有无放大能力,静态工作就是否合适; (3)就是否满足幅度条件正弦波振荡电路检验,若: (1) 则不可能振荡; (2) 振荡,但输出波形明显失真; (3) 产生振荡。振荡稳定后。此种情况起振容易,振荡稳定,输出波形得失真小分类: 按选频网络得元件类型,把正先振荡电路分为:RC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。RC正弦波振荡电路 常见得RC正弦波振荡电路就是RC串并联式正弦波振荡电路,它又被称为文氏桥正弦波振荡电路。串并联网络在此作为选频与
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