模拟电子技术课程设计报告正弦波方波三角波发生电路本科论文.doc

苏州科技大学电子与信息工程学院

模拟电子技术
课程设计报告

课设名称 正弦波-方波-三角波发生电路
学生姓名 学号
同组姓名 学号
专业班级 电气1411
指导教师

苏州科技大学电子与信息工程学院
模拟电子技术
课程设计报告

一、 设计课题
正弦波-方波-三角波发生电路
二、 设计要求
（1）正弦波-方波-三角波的频率在100HZ-20KHZ范围内连续可调;
（2）正弦波-方波的输出信号幅值为6V.三角波输出信号幅值为0-2V连续可调
（3）正弦波失真度g ≦5%。
（4）分设计和仿真实验两部分分步完成.
三、设计目的
（1）巩固所学的相关理论知识；
（2）实践所掌握的电子制作技能；
（3）会运用EDA工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计
（4）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则
（5）掌握模拟电路的安装\测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题
（6）学会撰写课程设计报告
（7）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风.
（8）完成一个实际的电子产品；进一步提高分析问题、解决问题的能力

四、电路方案与系统参数设计
使用仪器及测量仪表：

选用元器件（1）集成运放F007（a741）
(2)稳压及开关二极管 （3）电阻、电容、电位器若干。
测量仪表（1）直流稳压电源 （2）示波器 （3）万用表（4）频率计（5）交流电压表
· 正弦波发生器

其振荡频率为1kHz。若用同轴双联电位器代替电桥中的l.5kΩ电阻，或用波段开关改变电容的数值，可以调节输出频率。电路的最高频率由运算放大器的频率特性决定，而低频端要求取较大的电阻值，所以要求运算放大器的输入阻抗尽可能高。稳压管支路中串接了30kΩ电阻，该支路接在680Ω与3.9kΩ电阻之间，主要是为了使放大器的增益变化不致太快。若使用击穿特性较软的稳压管。则可以减小失真。失真度可达0.5％。

根据式（l.4)，因为当f=fu时，F=1/3，所以即只要A=Au=3,即只要
为RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数等于3的放大电路就．11以构成正弦
波振荡电路，不过考虑到起振条件，所选放大电路的电压放大倍数应略大于3.
正反馈网络的反馈电压Uf是同相比例运算电跻的愉入电压，因而要把
同相比例运算电路作为整体堪称电压放大电路，它的比例系数是电压放大
倍数，根据起振条件和幅值平衡条件
Au=U0/Up=1+Rf/R>=3
Rf>=2R1
· 方波发生器

由正弦波产生方波
由图中可以看出，设计所用的滞回比较器是反向滞回比较器，由上一级电路
产生正弦波作为方波信号的输入。电路输出的高电平为＋l2V，低电平为一12V，即
双向稳压管的电压。阀值电压为
+UT=(R'2+R9)/(R'2+R9+R7)(+12)---------（2.3.1)
-UT=(R'2+R9)/(R'2+R9+R7)(-12)--------（2.3.2)

·为什么用反向滞回比较器？

从集成运放输出端的限幅电路可以看出，U0=+-Uz。集成运放的输入端电位
Un=Ui，同相输入端电位
Up=+-(R1/R1+R2)Uz------------------------（2.2.1)
令Un=Up，求出的Ui，就是阀值电压，因此得出
+UT=(R1/R1+R2)UZ------------------------（2.2.2)
当Ui<-UT，那么Un一定小于Up,，因而U0=+Uz，所以Up=+UT：。只有当
输入电压Ui增大到＋UT，在增大一个无穷小量时，输入电压认U0才会从＋UZ跃变
为一UZ。只有当输入电压Ui减小到一UT，再减小一个无穷小量时，输出电压u0
才会从一uz跃变为＋uz。可见，U0从＋Uz跃变为一Uz和从-Uz跃变为＋Uz的阀值
电爪是不同的。

可调式的滞回比较器
由电路图可知，可以通过调节电位器来调节输入电压的阈值电压

· 三角波发生电路

·元器件清单及部分简介
集成运放F007
F007现已发展为国际通用型741型，其外型有两种封装：圆型和双排直插式是一种高放大倍数、高输入电阻，低输出电阻的直接耦合式放大电路。输入级一般都是采用差动放大形式的电路以减小温漂；中间级为获得高的放大倍数，一方面采用共射（共源）放大电路，一方面设计成有源负载；输出级采用互补型跟随式电路，以提高带负载能力。
稳压二极管
稳压二极管是一种用于稳定电压的单PN结二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很少的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。 稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压。
开关二极管
有在小电流（10mA程度）使用的逻辑运算和在数百毫安下使用的磁芯激励用开关二极管。小电流的开关二极管通常有点接触型和键型等二极管，也有在高温下还可能工作的硅扩散型、台面型和平面型二极管。开关二极管的特长是开关速度快。而肖特基型二极管的开关时间特短，因而是理想的开关二极管。

设计所用仪器及器件

Quantity
Description
RefDes
Package
Type
1
POWER_SOURCES, GROUND
0
Generic

6
RESISTOR, 10kΩ
R1, R7, R9, R11, R12, R15

3
RESISTOR, 15kΩ
R2, R3, R5

1
RESISTOR, 2.2kΩ
R4

1
POTENTIOMETER, 10kΩ
R6

6
DC_POWER, 12 V
V1, V2, V3, V4, V5, V6
Generic

2
CAPACITOR, 10nF
C1, C2

1
RESISTOR, 2kΩ
R8

2
POTENTIOMETER, 20kΩ
R10, R16

1
RESISTOR, 100kΩ
R13

1
RESISTOR, 5kΩ
R14

1
CAPACITOR, 30nF
C3

1
POWER_SOURCES, DGND
GND
Generic

1
POWER_SOURCES, VCC
VCC
Generic

1
POWER_SOURCES, VEE
VEE
Generic

Quantity
Description
RefDes
Package
Type
Obsolete
2
DIODE, 1N4007GP
D1, D2
IPC-2221A/2222\DO-204AL

Yes
4
OPAMP, 741
U1, U2, U3, U4
IPC-2221A/2222\DIP-8

No
1
DIAC, 1N5758
D3
Generic\CASE182-02

Yes

·总电路图

·仿真结果

五、心得体会
在为时一个月的模拟电子课程设计中我收获颇多，知道了写一份报告是很需要精力和时间的。
这是一个团队的工作，本次设计过程中刘帅主要负责资料的搜集，彭晟主要负责资料整理成报告初稿，最终我们共同讨论其中细节及原理等等定终稿，这次课程设计正好锻炼我们团队合作一点。
另外，课堂上也有部分知识不太清楚，于是又不得不边学边用，时刻巩固所学知识，这也是本次课程设计的第二大收获。由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。
对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为大学里一个非常美好的回忆！

六、参考文献
（1）电子技术基础模拟部分第六版，数字电子技术基础第六版
（2）电子技术基础实验&Multisim10仿真
（3）百度百科

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