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1、课程设计任务书专业保密班级保密姓名保密设计起止日期2015.7.6 设计题目：正弦波发生器设计任务（主要技术参数）：设计一个正弦波发生电路，主要技术参数：频率：1000Hz幅度：三2V。选择电路，要求设计放大电路、反馈电路、选频网络和稳幅环节的结构，计算元件参数。指导教师评语：成绩：签字：年 月日1课程设计的目的电子技术基础课程设计是学习理论课程之后的实践教学环节。目的是通过解 决比较简单的实际问题，巩固和加深在电子技术基础课程中所学的理论知识和实 验技能。训练学生综合运用学过的电子技术基础知识，在教师指导下完成查找资料， 选择、论证方案，设计电路并仿真，分析结果，撰写报告等工作。使学生初步掌
2、握电 子电路设计的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题 的能力和创新能力，为后续课程的学习、毕业设计和毕业后的工作打下一定的基础。 2设计方案论证2.1设计思路正弦波发生电路采用RC串并联式正弦波振荡电路，电路结构如图 1所示，图中 . :- _:，-为变阻器，其最大阻值为 二.。该电路由两部分组成，即放大电路和选频网络为由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路，取其 输入阻抗高和输出阻抗低的特点。而则由：一组成，她们对放大电路形成正反馈， 并具有选频作用。图1中疋;：、住和忙w、1込.正好形成一个四臂电桥，电桥由放大电路的 输出电压，供电，另外两个对角顶点分别接到放
3、大电路的同相和反相输入端，故RC串并联式正弦波振荡电路又称桥式正弦波振荡电路。2.1.1 RC串并联选频网络图1虚线框所表示的RC串并联选频网络具有选频作用右=卫+1 jtt)C1 Za = Rff2 i(oC 1 + RC 选频网络的输入电压为：，输出电压为:，则整理可得F 3+Kc-i令i 一 一，代入上式，得于是有(a )幅频特性(b )相频特性图2 RC串并联网络的频率特性由图2可以看出，当RCf = fg =或者时，幅频相应的幅值最大，即而相频响应的相位角为零，即1 - 1所以，只有频率为_ 1 一的信号被选通，且八的幅值最大，是一.的幅值的：， 同时和同相位，呈纯阻性。而对于其它频
4、率信号 f 迅速衰减，说明RC串并联网 络确实具有选频特性。2.1.2 RC串并联式正弦波振荡电路分析如图1所示RC串并联式正弦波振荡电路，在a点断开，并加入输入信号，因为 放大电路为同相比例运算电路，输出电压与输入电压是同相位，即沁-；-;而RC串并 联网络作为正反馈网络和选频网络，当满足时，有二-，且.-。由此可见，当一一 =时，有心门-，电路满足自激振荡的相位条件。若放大 倍数的电压放大倍数则有丘；1-1，此时电路又满足自激振荡的幅值条件。因 此，该振荡电路对频率为的信号可以产生自激振荡，输出频率为v的正弦信号，且:1% =冠为使上述电路能够起振，在振荡电路未工作时应满足起振条件I-，-
5、 1，应该使放大电路的电压放大倍数 罠；匸;，为此应合理地选择电阻一 _。由于放大电路为同相比例 运算电路，则渗 2Rb但是如果.选择过大，又会使振荡电路输出波形失真。由图1可以看出电阻曙丁和S在电路中引入了电压串联负反馈，负反馈系数为% +局？改变：-和、阻值的大小可以调节负反馈深度。 二越小，负反馈深度越深，放大电路的 电压放大倍数越小，如果不能满足|化心匚贝U振荡电路不能起振；反之，越大，负 反馈越弱，电压放大倍数越大，如果输出波形的幅度太大，会使输出波形产生明显失 真。因此，应通过调整】和二的阻值，使振荡电路产生比较稳定而失真较小的正弦波。2.2参数计算本设计中，频率.一 二由以上分析
6、可知11 RC 2nf=1.59 X 10_J*2 X 314 X 1000在本设计中，为了方便，可取R =C 二 O OlpF2.3元件选择根据上述计算，可选择以下元件作为本设计的实验元件猊土 =斤=，C = 1 = C = 0.01|iF课程设计说明书其它的元件可根据需要选择如下琉.丄口圧，：宀5：.?，频率计，失真仪，万用表，示波器，集成运算电路。3电路的仿真3.1 NI Multisim 10软件简介NI Multisim 10 是美国国家仪器公司(NI, National Instruments )最新推出的 Multisim 最新版本。目前美国NI公司的EWB勺包含有电路仿真设计的
7、模块 Multisim、PCB设计 软件Ultiboard、布线引擎Ultiroute 及通信电路分析与设计模块 Commsim 4个部分， 能完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全过程。Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsim 4个部分相互独立，可以分别使用。Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsin4个部分有增强专业版、专业版、个人版(Personal )、教育版、学生版和 演示版等多个版本，各版本的功能和价格有着明显的差异。NI Multisim 10用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“软件即元
8、器件”、“软件即仪器”。NI Multisim 10 是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。NI Multisim 10的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册 中查到，因此也很方便的在工程设计中使用。NI Multisim 10 可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工学、模拟电路、 数字电路、射频电路及微控制器和接口电路等。可以对被仿真的电路中的元器件设置 各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工作 状况。在进行仿真的同时，软件还可以存储测试点的所有数据，列
9、出被仿真电路的所 有元器件清单，以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据等。3.2 NI Multisim 10 软件的使用在利用NI Multisim 10 软件进行电路仿真时，可按照下面的步骤依次进行：从放置菜单选择元器件或者从工具栏上选择元器件；放置好元器件之后，连线，鼠标指针停留在元件管脚上单击就可以将导线引出来 了，到要连接到的管脚再次单击就可以将导线画好；画好导线之后，选择万用表或者示波器等仪器仪表连接到适当的位置；选择合适的数值对各个元件赋值点击运行就可以仿真了，单击按钮，进行设置和观察仿真结果。3.3电路的仿真在完成以上操作之后，就可以对电路进行仿真了，本设计中，由以上计
10、算可知当-：时电路才会起振，即-电路才会起振。为此在仿真时可使的阻值在72%付近变化。完成以上操作之后，在仿真软件上可以看到如图3这样的电路4.1仿真结果点击运行仿真按钮开始仿真，先将变阻器的阻值调的略微高一点，使电路起振, 然后将变阻器阻值比例调至72%可得到以下实验数据：万用表读数：7.064V频率计读数：1.001kHz失真仪读数：0.124%详细结果如图4、图5、图6、图7。图4 万用表读数图5频率计读数图6 失真仪读数图7 示波器示波结果图4.2误差分析在仿真模拟的过程中，变阻器每变化1%其阻值变化500Q,其存在的误差也非常大；万用表有内阻，也会存在误差；-是一个无理数，在本设计中
11、是按照 3.14来计 算的，这也对实验造成了误差。5设计心得与体会在这次电子技术的课程设计中，我学习到了一款新的软件 MultisimIO,经过查 阅我知道了 Multisim在电子行业的CAD软件中，他排在众多EDA软件的前面，它具有 原理图设计、印刷电路板（PCB、设计层次原理图设计、报表制作、电路仿真以及逻辑器件设计等功能，是进行电子设计最有用的软件之一。几乎所有的电子公司都 要用到它。Multisim 软件，我被它强大的功能所吸引，在不断探讨和摸索后，慢慢熟 悉了这款软件如何操作，通过这次电子技术设计，我在多方面都有所提高。如通过这 次电路与计算机仿真设计，综合运用本专业所学课程的理论
12、和将电路应用到计算机的 仿真自己的亲自操作，能简单制作出相应的PCB软件。在电子技术设计过程中遇到了很多没有想到的错误及疑惑，经过检查分析错误及和同学一起交流，逐渐学会并掌握了有关电路设计的思想，懂得了如何在设计过程中调 试和修改不合理的设计部分。在电子技术设计过程中遇到了很多没有想到的错误及疑惑，经过检查分析错误及和同学一起交流，逐渐学会并掌握了有关电路设计的思想，懂得了如何在设计过程中调 试和修改不合理的设计部分。6参考文献1 林红周新霞电子技术北京：清华大学出版社，2008.2 王济浩模拟电子技术基础北京：清华大学出版社，2009.3 陶玉宏模拟电子技术北京：冶金工业出版社，2009.4 谢志远模拟电子技术基础北京：清华大学出版社，2011. 康华光电子技术基础模拟部分（第四版）北京：高等教育出版社，1999.
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