RC正弦波振荡器设计

四 四 RC 正弦波振荡器设计正弦波振荡器设计 一 设计目的 一 设计目的 1 进一步理解用集成运放构成的正弦波发生器的工作原理 2 学习振荡器的调整和主要性能指标的测试方法 二 基础知识与能力层次要求 二 基础知识与能力层次要求 1 课程涉及课程 课程涉及课程 模拟电路 2 能力层次要求 四项中之一 能力层次要求 四项中之一 1 电子电路基础应用能力 基础 第一级 2 电类专业综合实践能力 综合 第二级 3 电类专业工程设计能力 设计 第三级 4 研究与创新设计能力 创新 第四级 3 指导教师 指导教师 周妮 向腊 三 设计技术指标与要求 三 设计技术指标与要求 1 设计要求 设计要求 可以产生正弦波 频率范围为 10Hz 100kHz 输出电压可调 带载能力强 波形尽量 不失真 设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限 还可以进一步测出 其输出电压的范围 2 项目仪器 设备 项目仪器 设备 信号发生器 双踪示波器 直流稳压电源 万用表 交流毫伏表 焊接工具 设计电 路所需的元器件 电路仿真软件等 四 项目原理 四 项目原理 1 基本原理 基本原理 RC 桥式正弦波振荡器 文氏电桥振荡器 图 4 1 为 RC 桥式正弦波振荡器 其中 RC 串 并联电路构成正反馈支路 同时兼作选 频网络 R1 R2 RW及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节 调节电位器 RW 可以改变 负反馈深度 以满足振荡的振幅条件和改善波形 利用两个反向并联二极管 D1 D2正向电 阻的非线性特性来实现稳幅 D1 D2采用硅管 温度稳定性好 且要求特性匹配 才能 保证输出波形正 负半周对称 R3的接入是为了削弱二极管非线性的影响 以改善波形失 真 电路的振荡频率 2 RC 1 fO 起振的幅值条件 3 1 f R R 1Af 式中 Rf RW R2 R3 rD rD 二极管正向导通电阻 调整反馈电阻 Rf 调 RW 使电路起振 且波形失真最小 如不能起振 则说明负反 馈太强 应适当加大 Rf 如波形失真严重 则应适当减小 Rf 改变选频网络的参数 C 或 R 即可调节振荡频率 一般采用改变电容 C 作频率量程切 换 而调节 R 作量程内的频率细调 图 4 1 RC 桥式正弦波振荡器 2 项目步骤 项目步骤 1 分析设计要求 选择总体方案 分析系统的输入和输出信号 将输入信号的波形 幅度 频率等参数以及输出的要求 准确地弄清楚 方案选择就是按照系统总的要求 把电路划分成若干个功能块 得出能表 示单元功能的整机原理框图 2 单元电路的设计 确定对各单元电路的设计要求 拟定好各单元电路的要求后 按信号流程顺序分别设 计各单元电路 3 参数的计算 利用模电中的分析方法 估算元器件的各项参数 才能选择元器件 4 计算机的模拟仿真 常用电子仿真软件 Multisim 或 EWB Protel 等 5 实验的验证 由于元器件的参数和模型与实际的差异 模拟正确的电路还是要经过实验的验证 6 编写设计说明书并进行简单答辩 指导教师给出答辩成绩 3 项目注意事项 项目注意事项 1 注意电路的组装 布局合理 美观 2 整个调试过程最好也分层次进行 先单元电路 再模块电路 最后系统联调 按 照分配的指标 分解的模块 一部分一部分调试 然后将各模块连接起来总调 3 注意故障诊断与排除方法 五 项目预习要求 五 项目预习要求 1 复习 RC 振荡器的有关内容 特别是 RC 并联选频网络振荡器的结构与工作原理 2 掌握振荡器起振的条件 学习利用实验的方法调试振荡器 测量振荡电路的振荡频 率 六 项目报告要求 六 项目报告要求 模拟电子技术课程设计报告书正文包含 1 设计题目 2 设计要求 3 题目分析 4 整体构思 5 具体实现 画出总体方框图和原理图 并给出说明 原理图可以电脑画 也可 以手画 但必须规整 6 各部分定性说明以及定量计算 7 在实验过程中遇到的问题及排除措施 8 设计心得体会 9 参考文献 七 评分标准 项目项目主要内容主要内容满分满分 设计报告 设计报告 40 报告内容 报告内容 1 方案比较 设计与论证 2 理论分析与计算 3 电路图及有关设计文件 4 测试方法与仪器 测试数据及测试结果分 析 40 写出设计报告 提交元器件清单 15 组装调试所设计的电路 使其正常工作 写出 设计报告 提出元器件清单 15 可以产生正弦波 频率范围为 10Hz