模電課程設(shè)計(jì)-簡易信號發(fā)生器報(bào)告

1、<p>　　第一章 設(shè)計(jì)的目的及任務(wù)</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1.11掌握電子系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法</p><p>　　1.12掌握模擬IC器件的應(yīng)用</p><p>　　1.13培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識來指導(dǎo)實(shí)踐的能力</p><p>　　1

2、.14掌握常用元器件的識別和測試</p><p>　　1.15 熟悉常用儀表，了解電路調(diào)試的基本方法</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)正弦波函數(shù)信號發(fā)生器 </p><p>　　1.3課程設(shè)計(jì)的要求及技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　1.31設(shè)計(jì)

3、、組裝、調(diào)試函數(shù)發(fā)生器</p><p>　　1.32輸出波形：正弦波；</p><p>　　1.33頻率范圍：20Hz~20KHz；</p><p>　　1.34輸出電壓：不小于1V有效值</p><p>　　1.35失真度：γ<= 5%</p><p>　　第二章 函數(shù)發(fā)生器的總方案及原理框圖 <

4、;/p><p><b>　　2.1 原理框圖</b></p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　2.2 函數(shù)發(fā)生器的總方案</p><p>　　函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動產(chǎn)生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，

5、使用的器件可以是分立器件，也可以采用集成電路。為進(jìn)一步掌握電路的基本理論及實(shí)驗(yàn)調(diào)試技術(shù)，本課題采用由集成運(yùn)算放大器與RC橋式正弦波振蕩器共同組成的正弦波函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　本課題中函數(shù)發(fā)生器電路組成如下所示：</p><p>　　采用RC選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的振蕩電路稱為RC振蕩電路，它適用于低頻振蕩，一般用于產(chǎn)生1Hz~1MHz的低頻信號。因?yàn)閷τ赗C振蕩電路來說，增大電

6、阻R即可降低振蕩頻率，而增大電阻是無需增加成本的?！》糯箅娐肥且环N直接耦合的多級放大電路，用于將產(chǎn)生的正弦波幅值放大。</p><p>　　第三章 元器件明細(xì)清單</p><p><b>　　元器件明細(xì)清單如下</b></p><p>　　第四章 單元電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 正弦波發(fā)生電路的工作原理<

7、/p><p>　　正弦波振蕩電路是一種選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)的放大電路。其自震蕩的條件是環(huán)路增益為1，即AF=1,。其中A為放大電路的放大倍數(shù)，F(xiàn)為反饋系數(shù)。為了使電璐能夠震起來，還應(yīng)該是環(huán)路增益略大于1。RC振蕩電路主要用于產(chǎn)生小于1MHZ的低頻信號。</p><p>　　振蕩電路是大多數(shù)信號發(fā)生器電路的核心技術(shù)，文氏橋振蕩電路為其中的一種，在電路中選擇合適的元器件參數(shù)，便可得到相應(yīng)的輸出頻率

8、和振幅。</p><p><b>　　原理圖為</b></p><p>　　這種電路可實(shí)現(xiàn)頻率可調(diào)。</p><p>　　3.2．RC選頻網(wǎng)路：</p><p>　　經(jīng)過多次調(diào)試，定數(shù)據(jù)R1=7.5KΩ， R2=7.5KΩ，RW=100K，C1=0.01uf,C2=0.1uf，C3=1uf。</p><

9、;p><b>　　(1) 起振過程：</b></p><p><b>　　(2) 穩(wěn)定振蕩：</b></p><p><b>　　(3) 振蕩頻率</b></p><p>　　振蕩頻率由相位平衡條件決定。</p><p>　　φA= 0，僅在 f0處 φF = 0 滿足相

10、位平衡條件，所以振蕩頻率f0= 1/2πRC。</p><p>　　改變R、C可改變振蕩頻率</p><p>　　RC振蕩電路的振蕩頻率一般在200KHz以下。</p><p><b>　　振蕩頻率的調(diào)整</b></p><p>　　3.3．共集放大電路：</p><p>　　在共集電極放大電路中

11、，輸入信號是由三極管的基極與集電極兩端輸入的（在原圖里看），再在交流通路里看，輸出信號由三極管的集電極與發(fā)射極兩端獲得。因?yàn)閷涣餍盘柖裕唇涣魍防铮┘姌O是共同接地端，</p><p>　　3.4．二級放大電路：</p><p>　　3.5 電路的參數(shù)選擇與計(jì)算：</p><p><b>　　1、RC選頻網(wǎng)絡(luò)</b></p>

12、<p>　?、伲畬τ诘谝活l段20Hz~200Hz</p><p>　　由： </p><p><b>　　選： 有：</b></p><p><b>　　得：</b></p><p><b>　　同樣可得：</b></p>&l

13、t;p>　?、冢畬τ诘诙l段：200Hz~2KHz</p><p>　　由： </p><p><b>　　選： 有：</b></p><p><b>　　得：</b></p><p><b>　　同樣可得：</b></p><p

14、>　?、冢畬τ诘谌l段：2KHz~20KHz</p><p>　　由： </p><p><b>　　選： 有：</b></p><p><b>　　得：</b></p><p><b>　　同樣可得：</b></p><p>

15、;　　第五章 電路的安裝與調(diào)試</p><p><b>　　4.1 靜態(tài)調(diào)試</b></p><p>　　整個(gè)電路連接完之后，就可以對該電路進(jìn)行調(diào)試和檢測了，以發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)計(jì)方案的不足之處。</p><p>　　在進(jìn)行調(diào)試和測試之前，首先要對電路進(jìn)行檢查。對照原理圖按順序一一檢查，以免產(chǎn)生遺漏。以元件作為中心進(jìn)行檢查，把每個(gè)元器件的引腳依次檢查

16、，看是否有接錯線或者漏接等問題，為了防止出現(xiàn)錯誤，最好對已經(jīng)檢查好的線路在原理圖上做好標(biāo)記，倘若線路檢查無誤，則可以對線路進(jìn)行調(diào)試和測試了。</p><p>　　用萬用表適當(dāng)?shù)臋n位對線路進(jìn)行測試，看線路是否有短路或者斷路等問題，如果出現(xiàn)錯誤，就立即進(jìn)行改進(jìn)，修改再進(jìn)行調(diào)試。</p><p><b>　　4.2 動態(tài)調(diào)試</b></p><p>

17、　　4.2.1 仿真電路：</p><p>　　4.2.2．仿真內(nèi)容：</p><p>　　調(diào)節(jié)反饋電阻RW是電路產(chǎn)生正弦波振蕩。</p><p>　　測量穩(wěn)定振蕩時(shí)輸出電壓峰值、運(yùn)放同相端電壓峰值、二極管兩端電壓最大值，分析它們之間的關(guān)系。</p><p><b>　　仿真結(jié)果：</b></p><

18、;p>　　圖5-2-2正弦波失真</p><p><b>　　4.2.3．問題：</b></p><p>　　按照圖示中的電路仿真后的結(jié)果出現(xiàn)了頂部和底部的失真，經(jīng)過一系列的計(jì)算和調(diào)試，我們終于將失真的波形調(diào)試成正常的正弦波。</p><p>　　4.2.4，仿真最終結(jié)果：</p><p>　　4.3 調(diào)試中的注意

19、事項(xiàng)</p><p>　　為了保證效果，必須減小測量誤差，提高測量精度。為此，需注意以下幾點(diǎn)： </p><p>　　(1)正確使用測量儀器的接地端</p><p>　?。?）測量電壓所用儀器的輸入端阻抗必須遠(yuǎn)大于被測處的等效阻抗。因?yàn)椋魷y量儀器輸入阻抗小，則在測量時(shí)會引起分流給測量結(jié)果帶來很大的誤差。</p><p>　　（3）儀器的帶

20、寬必須大于被測電路的帶寬。</p><p>　　(4）用同一臺測量儀進(jìn)行測量進(jìn)，測量點(diǎn)不同，儀器內(nèi)阻引起的誤差大小將不同。</p><p>　　（5）調(diào)試過程中，不但要認(rèn)真觀察和測量，還要記錄。記錄的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)條件，觀察的現(xiàn)象，測量的數(shù)據(jù)，波形和相位關(guān)系等。只有有了大量的可靠實(shí)驗(yàn)記錄并與理論結(jié)果加以比較，才能發(fā)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)上的問題，完善設(shè)計(jì)方案。</p><p>　

21、?。?）調(diào)試時(shí)出現(xiàn)故障，要認(rèn)真查找故障原因，切不可一遇故障解決不了的問</p><p>　　題就拆掉線路重新安裝。因?yàn)橹匦掳惭b的線路仍可能存在各種問題。我們應(yīng)該認(rèn)真檢查。調(diào)試結(jié)果是否正確，在很大程度上受測量正確與否和測量精度的影響。</p><p>　　第六章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)</p><p>　　經(jīng)過兩周的課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，我和我的組員制作了一個(gè)簡易信號發(fā)生器，這其中的

22、興奮是無法用言語表達(dá)的。首先，我根據(jù)學(xué)到的基礎(chǔ)知識把老師提供的電路圖，進(jìn)行電路仿真，任何事情都不可能是一帆風(fēng)順的，開始是創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表時(shí)出現(xiàn)問題，后來是沒有差錯但出來的仿真波形不是預(yù)計(jì)中的，最后通過同學(xué)們的幫助，把電路仿真圖做出來了。</p><p>　　接下來，開始了我們的實(shí)物焊接階段。之前的電子工藝讓我簡單的接觸到了焊接實(shí)物，以為會比較輕松，但實(shí)際焊接起來才發(fā)現(xiàn)此次與電子工藝中的焊接實(shí)物有很大的不同，要自己對焊板

23、上元件進(jìn)行布置和焊接電路元件連線，增加了很大的難度。由于采用了電路板，為了使步線美觀、簡潔，還真是費(fèi)了我們不少精力，經(jīng)過不斷的修改與討論，最終結(jié)果還比較另人滿意。</p><p>　　最后一步是調(diào)試，剛開始，沒有產(chǎn)生預(yù)期的波形，通過不斷的檢查修改，檢查再修改，最終我們制作的簡易信號發(fā)生器輸出了正確的波形。</p><p>　　通過這次模電課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，不僅學(xué)到了不少關(guān)于模電方面的知識，而