压控振荡器的设计与计算电子技术课设.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除上海理工大学 实验报告课程名称：电子技术课程设计学号： 姓名： 专业：电气工程及其自动化设计时间： 压控振荡器的设计与计算机仿真分析一、任务说明： 压控振荡器是一种U-f转换电路，其电路输出信号的周期或频率受输入电压信号的控制，即能完成f = K Ui的运算。信号输出形式可有方波和三角波两种。此电路常用于脉宽调制及调频电路中。 本电路由极性放大器、模拟电子开关、RC积分器、施密特电压比较器等基本电路构成。通过对本电路的研究与计算机的仿真分析，不但能使学生掌握有关电子电路的工作原理及调试方法，而且能初步掌握电子电路计算机仿真软件的使用方法，从而进一步加深和拓宽有关知识。二、主要技术指标：1.输入电压范围 直流0V-10V2.精度等级 2%3.可控输出频率 0-5kHz4.信号输出形式 方波和三角波三、工作要求： 1. 学生通过阅读有关资料和结合教师的讲解，了解压控振荡器电路的基本原理及组成环节，参照所提供的参考框图，完善电路结构。2初步掌握电子电路计算机仿真软件OrCAD的使用方法。3按所设计的线路在计算机上完成接线操作。4根据技术指标对电路进行计算机仿真分析，并记录下输入和输出波形。 5. 拟写总结报告。报告应包括以下内容：（1） 任务和要求（2） 电路组成和工作原理（3） 测试数据、调试过程及故障分析（4） 相应的波形图（5） 收获和体会四、参考框图：UOUi模 拟电子开关施密特比较器积分器极 性放大器 五、实际电路图1.相关公式：= =+ =+ T= f= 六、数据测量 值 值/V /ms图像1V5.01.950见图12V5.01.025见图23V5.00.683见图34V5.00.512见图45V5.00.411见图56V5.00.340见图67V5.00.291见图78V5.00.254见图89V5.00.226见图910V5.00.203见图10图1图2图3图4图5图6图7图8图9图107、 误差分析值/V1V2V3V4V5V6V7V8V9V10V/ms1.9501.0250.6830.5120.4110.3400.2910.2540.2260.203/HZ512.8975.61464.11953.12445.02941.23436.43933.04424.84926.1/HZ5001000150020002500300035004000450050002.562.442.392.351.961.961.821.681.671.48哪些原因导致误差？答：1.电压不对称（可调）。 2.是否为5V（可调）。 3.测量周期的时候读数导致的误差。 4.计算器计算精度的误差。 5.放大器的种类不同，自身反应的快慢也不同，对 频繁改变电压大小的适应度也不同。 6.导线自身存在的电阻，电容充放电需要时间，场效应管的跳变时间。八、温度对输出影响T/-200204050T/ms2.082.072.042.0262.02值/V5.1225.075.024.9664.94分析：温度对周期的影响是：在不损害器件的前提下，随着温度的逐渐升高，输出波形的周期有减小的趋势，即趋于期望值（2.0ms）；但是无论是低于室温还是高于室温，输出波形的电压值都会偏离稳定值（5.0V)，故此此种压控振荡器在室温的条件下能够很好的满足需要的各项技术指标。-20040509、 体会 本次为期一周的课程设计让我收获颇丰。第一天老师带我们了解了这种产品的前景及用途。 随着通信电子领域的迅速发展，对电子设备的要求越来越高，尤其是对像振荡器等这种基础部件的要求更是如此。我国多数仍然利用传统的双极工艺，致使产品在体积上、重量上、成本上都较大，各种参数性能不够优越，稳定性差、难以和现代主流CMOS工艺集成等等都是我国相关领域发展的瓶颈。我国在电子通信领域市场潜力非常大，自主研究高性能、高质量、低成本的压控振荡器市场前景广阔、意义巨大。振荡器是一种不需要外加输入信号就能够自激输出交变信号的电子装置,振荡器实际上是起一个能量转换的作用，它将直流能量转换成具有一定频率，一定幅度和一定波形的交流能量。凡是可以完成这一目的的装置都可以是振荡器.但是用电子管、晶体管等器件与L、C、R等元件组成的振荡器则完全取代了以往所有能产生震荡的方法。（1）它将直流电能转变为交流电能，而本身静止不动，不需要做机械转动活移动。如果用高频交流发电机，则其旋转速度必须很高，最高频率也只能到达50KHz。（2）它产生的是“等幅振荡”，而火花发射机等产生的是“阻尼振荡”。（3）使用方便，灵活性很大，它的功率可以自毫瓦级至几百千瓦，工作频率可以自极低频率至微波波段。然后老师先帮我们理清了课题的设计思路，先让我们复习一下上学期刚上过的关于极性放大器、积分器、场效应管、二三极管及施密特触发器的知识，然后先自行设计原理图。第二天老师为我们讲解原理图，带领我们对由分析电路图计算得到的数据改进所需器件。就其中我们要在仿真软件里面构建原理图及得到输出波形的注意事项着重强调。 就场效应管的问题，以前没学过，但是在听了老师的介绍后，我也大概了解了，最起码我不会用错，我懂得了在什么情况下选用哪种JFET。 上机的时候遇到好多问题，首先我们要在OrCAD仿真软件里面添加电路器件，但是不同的器件所产生的实验效果是截然不同的，同时还得控制好布局。有的时候可能是在连线的时候不小心把运算放大器或者是电阻给短路了，导致没有输出波形或者调节电阻的数值的时候输出波形的电压值是不变的。有的时候选用的放大器种类不同得到所需波形的时间会变长，有的时候可能会是设置的起始周期过大导致没有输出的波形。 在熟悉OrCAD仿真软件的同时我体会到我们做电子类的仿真软件有好多共同的地方，比如MATLAB软件、protues软件要得到波形有时只需要程序代码就可以，但是构建电路图跟这个软件有点相似。 通过本次课程设计，我觉得要设计出满足需求的产品。我们得一步步尝试，一步步分析自己设计出的模型在哪些方面误差较大，要怎样改进，同时要考虑能否牺牲某些部分优秀性能来满足需求。同时我也意识到学好理论知识的重要性以及学好英语的重要性，只有在学好理论知识的前提下，自己才可以根据需要合理修改并推断出大致结论。 本次课程设计，就里面出现的问题，我是先尝试着自己解决，实在不会的，没听清的我会请教旁边的同学的