《波形发生器的设计通信电子电子设计_通信电子-电子设计.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《波形发生器的设计通信电子电子设计_通信电子-电子设计.pdf（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、波形发生器的设计 1选题背景 波形发生器又名信号源，广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验等领域。雷达、通信、宇航、遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用。如今作为电 子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高，因此随着电 子技术的不断发展，现今对信号源的频率稳定度、频谱纯度和频率范围以及信号波形的形 状提出越来越高的挑战。1.1指导思想 利用NE555勾成多谐振荡器产生方波，根据LM324输出的锯齿波分别通入低通滤波器 和高通滤波器就可以输出正弦波I、正弦波U。1.2方案论证 方案一：使用NE555芯片构成多谐振荡器，输出方波，通过锯齿波发生电路产生锯
2、齿 波，然后通过一个 fH=10KHz的低通滤波器，通过滤波产生一次，8KHz到10KHZ的正弦 波，然后再让锯齿波通过一个 24KHz30KHZ勺带通滤波器，输出三次正弦波。其中滤出三 次谐波的理论依据是，由于锯齿波是一个关于 t 的周期函数，并且满足狄里赫莱条件：在 一个周期内具有有限个间断点，且在这些间断点上，函数是有限值；在一个周期内具有有 限个极值点；绝对可积。方案二：使用功放构成文森桥式震荡电路，产生出 8KHz10KHz的正弦波。接着是 用NE555芯片，搭建出施密特触发电路，产生脉冲波输出；将脉冲波分别输入一个 fH=10KHz的低通滤波器和 24KHz30KHz的带通滤波器电
3、路中，产生一次和三次正弦 波。最初方案设计的大体思路在方案一和方案二之间犹豫不决，于是将两个电路的大体电 路都进行了简单的设计，发现方案二存在很多的问题很难解决。问题一：如果使用文森桥式震荡器产生正弦波，改变震荡频率就需要改变 RC常数，要同时改变两个R（在实际电路中，同时改变两个电容的值是很复杂的，而且这样也无法 得到一个8KHZ10KHz的连续的频率），需要双滑动变阻器并且要保证滑动变阻器改变的 值完全相同，有一定困难。问题二：NE555芯片搭建出来的是一个简单的施密特触发器，输入正弦波之后，输出 的脉冲波的占空比是不可以调整的，不满足实验要求的占空比可调的条件。要是施密特触 发器产生的脉
4、冲波的占空比可调会是该电路进一步复杂化。问题三：LM324芯片的功放不够，由于有 6001负载电阻的限制，输出波形的峰峰值 不能简单的通过电阻的分压来实现。鉴于方案二存在的问题能以解决，我们就确定选择方案一的整体思路进行方案的设计。1.3基本设计任务 用555定时器和四运放LM324设计并制作一个频率可变的、能够同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波I和正弦波II的波形产生电路。（1）四通道同时输出。每通道输出脉冲波、锯齿波、正弦波 I和正弦波II中的一种 波形，通道负载电阻均为600欧姆。（2）四通道输出波形的频率关系为1：1：1:3（三次谐波）。脉冲波、锯齿波、正弦 波I输出频率范围为8kHz10
5、kHz,正弦波II的输出频率范围为24kHz30kHz输出波形无 明显失真。（3）频率误差不大于10%通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于 5%2电路设计 2.1工作原理 NE555勾成了多谐振荡器，内部可以产生脉冲波和锯齿波，将锯齿波经过 LM324一个 比例运算放大电路，就可以得到所需的锯齿波。然后让锯齿波输出分别通入由 LM324组成 的低通滤波器电路和高通滤波器电路，就可得到一次正弦波和二次正弦波。3各主要电路及部件工作原理 3.1脉冲波产生电路 脉冲波由NE555芯片搭建的多稳态谐振器振动产生，频率可调，为 8K H z10K H。参考NE555芯片使用手册可知，芯片输出波形的峰峰值为
6、 10V左右。使用Multisim 仿真 的脉冲波产生电路如下图1所示。遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发
7、电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三 图1脉冲波发生电路遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产
8、生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三的电阻值固定，只改变另一方向的电阻值就可以了。见图 ED VA 二 52；R4.“.1UKLJ.R?n H n iBaiiBni s L、二尺3;r-I-iN3a:mm：:冷网v 4总.3是该方案的仿真电路 E）.利用软件进行波形的仿真，得到脉冲波的图形如图 2所示 图2脉冲波仿真波形 3.2锯齿波发生电路 在锯齿波发生电路的设计中，原始方案是采用教材中的锯齿波发生电路，是通过调整 积分电路的正向和反向时间常数的不同，对输入信号的脉冲波进行积分产生锯齿波（该电 路是需要二极管的）。开始是按照
9、这个思路进行仿真的。因为要同时调整正向和反向积分 的时间常数，于是我们就想可以在调整脉冲波的输出频率的时候，只改变高电平或者低电 平的持续时间，然后在锯齿波发生电路中选取合适的电容值，然后就可以讲正向或者反向 U2A TH-，O.OlpF 遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再
10、让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三Output _ waveform _ duty _ cycle=tH tH tL RB RA 2RB 根据以上的公式，就可以计算出理论上的各种参数:min _ 1.44(12 4)103 2 1 103)0.01 10=8KHz 1 44 fmax 3 3 6=10.29 KHz(12 103 2 1 103)0.01 10 tHmin=0.693(
11、12汉103 十1汇103)汉0.010厘=90.1uS tHmax=0.693(12+4)氷103+仔103戶0.01咒10上=117.8uS 3 _6 tL=0.693 1 10 0.01 10-6.9uS 在对锯齿波进行仿真的时候，发现波形有些失真，上网查阅资料后得知要是 常数跟脉冲波的时间相匹配才行。RC RC f(或俎)图3锯齿波产生电 见图1是用NE555产生出脉冲波，然后通过锯齿波产生电路，这里仿真没有选择功 放为LM324，未考虑 600“的负载电阻以及输出的峰峰值。脉冲波和锯齿波发生电路的参 数取值如下 R12.0KJ R2=1K.R3=9K RIOKJ R5=R6=5 K1
12、 1 R7=3K(电位器)R700J R20=40 q电位器)G=C2=C3=0.01uf 根据NE555芯片的使用手册，有以下有用公式:tH=0.693(RA RB)C 九=0.693(RB)C period=tH t|_=0.693(RA 2RB)C 1.44 frequency:(RA+2RB)C 遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生
13、电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三去锯齿波发生电路的参数选择及计算过程如下：取 C=0.01uf 如图1所示，R为一个 9K0电阻和一个 3KC电位器组成，R2取 7000 仿真结果见图4的 锯齿波。图4锯齿波仿真波形 从图4的波形中算出锯齿波的峰峰值为 2V/Div 2.2Div-4.4V 由于要求负载电阻为 6 00
14、，不能直接进行分压来控制峰峰值为 1V,再用功放来满足峰 峰值的要求的话，LM324的四功放无法满足整个电路的需求，因此这种锯齿波的单元电 路就被放弃了，需要进行改进。查阅资料发现了在 NE555芯片构成的脉冲波发生电路中 就有锯齿波，只需要在该处输出，然后调整峰峰值便可以得到要求的锯齿波。改进后的电 路仿真图如下图5。R i=min-6 0.01 106 R max-6 1178 10“1.82 0.01 106 6.9 106 0.01 10-6 二 690 1 Channd_A Chamd_B 3.WV 0-000 V 3书彳甘 0-000 V O.OQQV OaQQOV|Re ver-
15、se|Seve Time 54.069 ms 54.069 rre;Q.(XX)S Channd A Chared B 遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放
16、构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三 图5改进后的脉冲波和锯齿波发生 电路 改进后的电路对脉冲波发生电路的参数也进行了调整，让脉冲波的占空比接近一半 锯齿波发生电路是一个反向比例运算电路，由公式 Rf、Uo=u-R 参数的选择如下：由 Uo=1 取 Rf=10K R=35K 对该电路进行软件仿真得到理论上的锯齿波波形，见图 6。图中另一个波形是NE555 芯片的输出波形。4.717 V.737V|I.Or)；Is Q ；.帀心0 i x；”o 丙 沁尢 如2*Ji.Lw：t vcc iuv 遥控遥测技术和
17、电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三图6改进
18、电路后的脉冲波和锯齿波 的仿真波形 得到的锯齿波的峰峰值约为 1V，频率与NE555芯片产生的脉冲波频率保持一致，满 足实验要求，就完成了锯齿波波形发生电路的理论设计。3.3正弦波发生电路 在电路的设计初期，一次正弦波，也就是 8K H VOKHz 的正弦波发生电路是采用 的是截止频率为 fc=1OKHz的二阶压控电压源低通滤波器，电路图见下图 图7二阶压控电压源低通滤波器 原理图 根据截至频率 fc=1OKHz查图确定电容的标称值 C 遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现
19、今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三 iO IO2 A(H)Z=(14101)Hz l(l2 LO1 X(Hz)遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的
20、信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三图8二阶压控电压源低通滤波电路参 数选取参考图 取 C=3.3 nF
21、查表确定电容Ci的值，以及K=1时对应的电阻 A 1 2 4 6 8 10 R1 1.42 1.12 0.82 0.61 0.52 0.46 2 6 4 7 1 2 R1 5.39 2.25 1.53 2.05 2.42 2.74 9 0 7 1 9 2 R1 开 6.75 3.14 3.20 3.37 3.56 路 2 8 3 2 0 R1 0 6.75 9.44 16.0 23.6 32.0 2 4 12 02 38 R1 0.33C C 2C 2C 2C 2C 表1-1二阶压控电压源低通滤波器参 数表 因为低通滤波器的输入直接从锯齿波发生电路的输出端引入，峰峰值为 1V，所以 A=1 R
22、=1.422 2 R2=5.399K G=0.33C=0.33 3.3nF=1nF 将上列阻值乘以计算出来的 K值 R=1.422 3 4K R2=5.399 3 T6K 遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有
23、限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三进行电路仿真后电路图如图 遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正
24、弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三 图9二阶压控电压源低通滤波器仿真 电路 图9下部分就是二阶压控电压源低通滤波器电路（一次正弦波产生电路），蓝色的线 分别是滤波器的输入和输出端，其中输入端是锯齿波发生电路的输出端，即输入峰峰值为 1V 的锯齿波。仿真的波形如下图9所示 图10 一次正弦波仿真波形 图中，上部分波形是输入的峰峰值为 1V 的锯齿波，下部分是一次正弦波，频率与锯 齿波保持一致，但是峰峰值没有达到实验要求的
25、1V，有所衰减。于是对电路的参数重新 选择。遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分
26、别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三代=2 R=1.126 3：3.3K R2=2.250 3：6.8KJ&=6.752 3：20K 民=6.752 3：20K G=0.33C=0.33 3.3nF=1nF 修改后的仿真电路图如下 图11改进后的二阶压控电 压源低通滤波电路 再次进行波形的仿真，结果如下图 保存 外 时闻 4Z396 ms 4ZS96 ms Q.OKs 通追_A 5.109-5.109 V 0.000V 5.501 V 5.501 V 0-000 V I *+T1 遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决
27、定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三 图12改进后的一次正弦波仿真波 劇度：2忡 刻 JS：:、n；Y轴位移（格）：-1 Y轴位移
28、格）：-3 則 200 us/Drv If 立穆骼）：0 II WA r/s 边和 E3 C 水平：遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路
29、产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三从仿真结果可以发现，波形的峰峰值又超过了 1V，对电路进行理论分析，发现因为 使用的单电源，偏置电阻 10K影响了原本与地直接只有 10K的R3的阻值，串上了偏置 电阻。根据二阶压控电压源电路的放大倍数公式Av=1 进行电阻的调整。取 R3=100K得到的满足条件的峰峰值为 1V的一次正弦波。上面的波形是从锯齿波发生电 路输出的锯齿波，下面的是经过低通滤波器之后产生的一次正弦波波形，两个波形的峰峰 值单位都是5V/D i v,可知波形在8K H z10KH 的仿真结果都满足实验要求。该部分
30、的仿 真设计就完成了。n es 时间 36.087 ms 36.0B7ms 11道鼻 通道丄 斗.461V 4.461 V J T2-T1 0.000.0.000 V 图13 一次正弦波 仿真波形 34二次正弦波发生电路 二次正弦波的电路的设计思路是通过一个通带为 24KHz 30KHz的带通滤波器。设计 该滤波器是采用的无限增益多路反馈（MFB）电路。该电路的电路图如下所示。图14无限增益多路反Ux-XSCl 遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱
31、纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三馈电路原理图 该电路有以下公式方便参数选择 2 R1 R2 W。2 RR2R3C2 Q：W 或 f。（BW：W0时）BW BW 2R1 为了使通带更加平坦，应该尽量使 Q值大，查
32、二阶无限增益多路反馈带通滤波器设计用表 归一化电路元件值（K0）Q 增益 路 1 2 4 6 8 10 元 件 R 7.958 3.979 1.989 1.326 0.995 0.796 R2 0.162 0.166 0.仃3 0.181 0.189 0.199 5 R3 15.915 15.915 15.915 15915 15.915 15.915 R 15.915 7.958 3.079 2.635 1.989 1.592 A R2 0.080 0.080 0.081 0.082 0.083 0.084 1 R3 31.831 31.831 31.831 31.831 31.831 31
33、.831 0 表1-2无限增益多路反馈电路参数选择 参数选择如下:遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产
34、生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三 图15无限增益多路反馈电路（带通滤 波器）对电路进行波形仿真时发现，当接入一个波形发生器进行测试的时候，输出的波形不 会随着输入信号的频率变化而变化，始终为 17KHZ左右，于是想到没有接输入信号，直接 图16无限增益多路反馈电路的自激振荡 仿真波形 仿真的波形图中上面的波形是 A端，即输入端的波形，下面的波形是输出端的波形,两个探针A/B分别放在输入和输出端。这里没有输入的信号，输出却稳定在将近 18KHZ，仿真的电路图如下图所示：lMl：ZP*欢匚山血 I 404|.：U.S tH=Av=8 Q=10 Ri=1.98
35、92 R2=83 j R=31.8313 查看输入端和输出端的波形，结果如下:1LDV 阳F如 L 1册粘 run.:.HkHr 遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案
36、二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三可知电路产生了自激震荡。对电路进行改进，重新选取参数 Q=5 A=10 Ri=0.796KJ R2=200 j.Rs=162 频率W。影响也较小。电容值取实验室有的电容 C=3.3nF。改进后的电路图如下所示 图17改进后的无限增益多路反馈电路 对电路进行仿真，查看仿真出的波形结果如下图，由波形可以知道该电路产生的三次 正弦波的频率是满足实验要求的，但是峰峰值没有达到要求的 9V。两个波形的峰峰值单 位分别是 1V/Div 和5V/Div R1 R2 R1 R
37、2 R3WO 8X103+200 8：103；200；16：103 汶（2兀疋 27；103了:3.6nF 对电路的波形进行仿真，发现峰峰值比较小，与实验要求差距较大，由 2 Wo R1 R2 2 R.1 R2 R3C，Av 二 朵，可知，缩小R的值会使放大倍数Av增大，而且对通带的中心 VCC 10V R20 C6 3.3nF R1C 2 仙 C5 13nF 遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦
38、波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三 图19总体方框图 5元器件清单 表1-3元器件清单 4原理总图 vcc 1W 时间 血目23昭 血阳晡 Q.WOs O_A 350.29 mV 350.29 mV D.OOOV 通道 輔 B1g OA liiB 8 蟻 图18三
39、次正弦波仿真波形 555_VIRTUAL 3.3 nF R12 -AAAr 33kO a.ainF R13 -AV R14.VSAr1 1DkQ R15 101(0 R16 -WlT 铀帕 33rf LM324AD RID vcc 10 V pm 2kQ me-wv 2kD 10 V VCC R1T I6k!遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波
40、发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三骨口.序号 名称 型号参数 数量 备注 1 555定时器 NE555 1 2 四运放LM324 LM324 3 3 电容 0.01uf 2 4 电容 3.3 nf 3 5 电容 1nf 1 6 电阻 10k 6 7 电阻 1k 1 8 电阻 6k 1 9 电阻 0.6k 1 10 电
41、阻 20k 2 11 电阻 2k 2 12 电阻 0.2k 1 13 电阻 0.162k 1 14 电阻 16k 1 15 电阻 3.3k 1 16 电阻 6.8k 1 17 电阻 35k 1 18 电位器 2k 1 6调试过程及测试数据（或者仿真结果）为使电路便于调试我们采用分块调试的方法。6.1通电前检查 电路安装完毕后，经检查电路各部分接线正确，电源、元器件之间无短路，器件无接 错现象。6.2仿真结果遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和
42、频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三 图20总体仿真波形 图 6.3实验结果分析 观察示波器上显示波形，可以看出方波和锯齿波以及正弦波波形良好，没有失真现象,达到了课题的要求。7小结 本次实验时间较长，在仿真设计电路的阶
43、段占了很大一部分时间，拖慢了实验进度。在电路仿真设计中，开始没有选取实验要求使用的 LM324运放，导致在设计无限增益多 路反馈电路时出现了自激振荡而找不到具体的原因。掌握了单电源的使用方法，以及对单 电源电路的参数选择，以及尽量减小单电源偏执电路对原电路影响的方法。了解了运放的 型号不同，参数会有所不同，会很大地影响电路仿真的结果。在实际电路的制作过程中，因为电阻、电容值的误差，实际需要进行参数的再次调整，而且有些电路焊接的影响在电 路仿真阶段是无法预知的。8体会 通过这次课设使我学到了很新的东西，知道了怎样去设计电路、调试电路以及对电路 进行修正，体会到了理论与实践的差异。课程设计虽然有点
44、难但是确实能锻炼我们对知 识的掌握以及运用理论指实践的能力。当我一着手清理自己的设计成果，一种少有的成功 喜悦即刻使倦意顿消虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，通过课程设计，使我深体会到，干任何事都必须耐心，细致通过这次课程设计，加强了我们动手、思时间 通道 通道上 通 11 上 通 O.OOOs 10.000 V 3.818 V 2.873 V 斗 999 V 0.000s 10,000 V 3,318 V 2,373 V 4,999 V 0.000 5 0.000 V 0.000 V 0.000 V 0.000 V 4適道示波器-X5C1
45、S3 反向 保存 GMD ZTl 吏噓：5忖 _ 边猝 匡）丄 Ext 询立務购：如 DgjB水平：0 V C 麵回麵13 应国 时基 标度：100 Lfs/3iv 遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在
46、个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三考和解决问题的能力，同时也是我们懂得 小心谨慎的重要性。参考文献 1】阎石.数学电子技术基础.清华大学.高等教育出版社.2006 2】康华光.电子技术基础（模拟部分）.华中科技大学.高等教育出版社.2006 3】马全喜.电子元器件与电子实习.机械工业出版社.2006 4】何杜成、袁跃进.电机-光电显示-改进应用电路.山东科学技术出版社.2007 5】李志健.数字电子技术基础实验任务书.陕西科技大学教务处.2007 6】杨刚、
47、周群.电子系统设计与实践.电子工业出版社.2004 遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高因此随着电子技术的不断发展现今对信号源的频率稳定度频谱纯度和频率范围以及器和高通滤波器就可以输出正弦波正弦波方案论证方案使用芯片构成多谐振荡器输出方波通过锯齿波发生电路产生锯齿波然后通过个的低通滤波器通过滤波产生次到的正弦波然后再让锯齿波通过个勺带通滤波器输出三次正弦波其中且在这些间断点上函数是有限值在个周期内具有有限个极值点绝对可积方案二使用功放构成文森桥式震荡电路产生出用芯片搭建出施密特触发电路产生脉冲波输出将脉冲波分别输入个的低通滤波器和的带通滤波器电路中产生次和三