rc正弦波振荡器

1、沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书 振荡器是一种在没有外加激励信号， 而自动的将直流电源产生的能量转化为具有一 定频率、一定幅度和一定波形的交流信号的电路。振荡器一般由晶体管等有源器件和具 有选频能力的无源网络所组成。振荡器的种类很多，根据工作原理来分，可分为反馈式 振荡器和负阻式振荡器两大类。根据所产生波形的不同，可分为正弦波振荡器和非正弦 波振荡器。根据选频网络所采用的器件来分，可分为LC振荡器、晶体振荡器以及RC振 荡器等。正弦波振荡器在无线电技术中应用非常广泛。在通信系统中，可用来产生发射 极部分的载波信号和接收机中的本地震荡信号。在电子测量仪器中，可用来各种频段的 正弦波信号。本

2、课程主要研究 RC正弦波振荡器的电路设计与proteus软件仿真。 滤波器是对波进行过滤的器件。它的作用实质上是“选频”，即允许某一部分的信 号顺利通过。在无线电技术、自动测量和控制系统中，常被用来对模拟信号进行处理， 如数据传送、抑制干扰。滤波器根据工作信号的频率范围，可分为低通滤波器、高通滤 波器、带通滤波器和带阻滤波器。本课程主要是对带通滤波器的设计与仿真。 关键词：RC正弦波振荡器；滤波器；proteus仿真 2 目录 1绪论1 2设计任务2. 2.1课程设计的目的2. 2.2课程设计任务与要求2. 2.3课程设计技术指标 2. 3 RC正弦波振荡器工作原理 3. 3.1电路原理及元件

3、选择 .3. 3.2参数计算3. 4 4阶带通滤波器工作原理 .5. 4.1电路原理及元件选择 5. 4.2参数计算5. 5 Proteus 软件介绍 6. 6电路仿真与结果分析 7. 6.1 RC正弦波振荡器仿真与结果分析7 6.2 4阶带通滤波器器仿真与结果分析 7. 致谢.10. 参考文献1.1. 沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书 1 绪论 本次课程设计的内容包括 RC正弦波振荡器电路和高阶带通滤波器电路的设计与仿 真两部分。 RC正弦波振荡器电路由四部分组成：放大电路，反馈网络，选频网络，稳幅环节。 其中放大电路和反馈网络构成正反馈系统， 共同满足AF=1。选频网络由电阻和电容元

4、件 组成，作用是实现单一频率的正弦波振荡。稳幅环节的作用是使振荡幅度达到稳定，通 常可以利用放大元件的非线性特性来实现。我们知道，负反馈放大电路产生自激振荡的 条件是AF=-1,那是因为在放大电路中，为了改善性能，引入的是负反馈，而在振荡电 路中，我们的目的就是要产生正弦波振荡，因此有意识的将反馈接成正反馈。 带通滤波器的作用是实现某一段频率范围内的信号通过，而将此频带以外的信号阻 断。带通滤波器经常用于抗干扰设备中，以便接收某一频带范围之内的信号，而消除低 频段和高频段的干扰和噪声。从原理上说，将一个通带截止频率为f2的低通滤波器与 一个通带截止频率为fl的高通滤波器串联起来，当满足条件 f

5、2f1时，即可构成带通 滤波器。当输入信号通过电路时，低通滤波器将ff2的高频信号阻断，而高通滤波器 将ff1的高频信号阻断，最后，只有频率范围在f11，已知当f=f o时，片=1,由此可以求得起振条件为 3（3.2） A 已知同相比例运算电路输出电压与输入电压之间的比例系数为1+竺,为了达到 R R 1+ 】3（ 3.3） R 负反馈支路的参数应满足关系 Rf 2 R（ 3.4） 4 4阶带通滤波器工作原理 4.1电路原理及元件选择 4.1.1电路原理 如图4.1所示，电路以集成运放为中心，输入端的电容 C和电阻R组成低通电路, 另一个电容C和电阻R2组成高通电路，两者结合起来接在运放的同相

6、输入端，输出端 通过一个电阻R3引回一个反馈。 图4.1带通滤波器原理图 4.1.2元件选择 带通滤波器电路元器件选择如表4.1所示。 表4.1 4阶带通滤波器元器件选择 电阻 电容 运算放大器 电源 10个 4个 2个 4个 4.2参数计算 (4.1) 我们在这里设定滤波器的中心频率 fo=9O5OHZ,电容C=10nF,根据 02 二 RC 计算得R=1760Q 5 Proteus软件介绍 Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机 与外围电路协同仿真，一键切换到 PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是 目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB

7、设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台， 其处理器模型支持 8051、HC11 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR ARM 8086 和 MSP43C等，2010年又增加了 Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模 型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLA等多种编译器。 Proteus软件具有其它EDA工具软件（例：multisim ）的功能。这些功能是：（1） 原理布图（2）PCB自动或人工布线（3）SPICE电路仿真 革命性的特点 1 互动的电路仿真 用户甚至可以实时采用诸如 RAM ROM键盘，马达，LED LCD AD/DA

8、部分SPI 器件，部分IIC器件。 2 仿真处理器及其外围电路 可以仿真51系列、AVR PIC、ARM等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图 的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置 的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。 Proteus可提供的仿真元器件资源：仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件， 有30多个元件库，可提供的仿真仪表资源：示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调 试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上 同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。除了现实存在的仪器外，

9、Proteus还提供了 一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用 与示波器相似，但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入 阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。此外，Proteus 可提供的调试手段Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号 包括模拟信号和数字信号。 6电路仿真与结果分析 6.1 RC正弦波振荡器仿真与结果分析 6.1.1电路仿真 RC正弦波振荡器电路仿真如图6.1所示 图6.1 RC正弦波振荡器仿真图 6.1.2结果分析 如图6.2所示，仿真结果为一条正弦波。 图6.2

10、RC正弦波振荡器仿真结果 6.2 4阶带通滤波器器仿真与结果分析 6.2.1电路仿真 4阶带通滤波器电路仿真如图6.3所示。 图6.3 4阶带通滤波器仿真图 6.2.2结果分析 如图6.4所示，蓝色为输入波形，黄色为输出波形，当输入频率为 100HZ时，输 出为直线，满足带通的要求 图6.4 4阶带通滤波器结果图 如图6.5所示，当输入频率为10000时，输出为标准正弦波，满足设计要求 图6.5 4阶带通滤波器结果图 如图6.6所示，当输入频率为100000HZ时，输出几乎衰减为一条直线，满足带通 设计要求。 图6.6 4阶带通滤波器结果图 致谢 本次课程设计共历时3周，第一周完成了软件（pr

11、oteus ）安装和软件学习,为后两 周的学习打下了基础。第二周我们按要求完成了两种电路的设计与调试，虽然在调试过 程中遇到了一些问题，但我们通过努力思考，积极寻求老师帮助，让问题得到了及时的 解决。第三周是电路仿真与论文撰写，在调试好电路的基础上，电路仿真很顺利的出了 结果，接下来是论文的撰写，虽然已不是第一次撰写论文，但很多细节还是容易忽略， 我们本着认真严谨的态度，经过反复修改，最终完成了撰写。 通过这次课程设计，不仅使以前学过的知识的到了巩固和实际应用，而且在调试电 路的过程中，培养了我们耐心认真的品质，在参数计算的过程中，培养了我们求实精确 的品格，这些品质对以后的工作都有着不可忽视

12、的影响。 最后，我要特别感谢刘淑华老师和韩雅菲老师在这次课设中提供的指导与帮助，如 果没有老师的帮助，我可能不会这么顺利的完成这次课设！我还要感谢我的同学在我遇 到问题时的积极帮助，感谢你们！ 参考文献 1 杨素行模拟电子技术基础简明教程（第三版）高等教育出版社，2005. 2 邹传云.高频电子线路.清华大学出版社.2012 3 谢龙汉、莫衍.Proteus电子电路设计及仿真.电子工业出版社.2012 第一章总论 错误！未定义书签 1.1项目概况 错误！未定义书签 1.2研究依据及范围 1.3结论 1.4建议 第二章项目建设的背景和必要性 2.1项目建设的背景 2.2项目建设的必要性 第三章

13、项目服务需求分析 . 第四章 项目选址与建设条件. 4.1选址原则 错误！未定义书签。 5 错误！未定义书签。 7 9 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 4.2项目选址 错误！未定义书签 4.3建设条件 第五章建设方案与设计 5.1建设规模与内容 错误！未定义书签。 错误！未定义书签 错误！未定义书签 5.2总体规划设计 错误！未定义书签 5.3结构方案 18 5.4主要配套设备 19 5.5给水工程 20 5.6排水工程 错误！未定义书签 5.7电气设计 5.8节能设计 第六章项目实施进度和招投标管理 6.1项目实施进度 6.2招投标管理 第七章环境影响分析 7.1项目主要污染源分析. 7.2环境保护措施及治理效果 23 26 29 29 错误！未定义书签。 .错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 35 37 第八章消防、安全与卫生防护. 8.1消防 37 8.2劳动安全 38 8.3卫生防护 39 第九章 组织机构、运作方式与项目实施进度 39 9.1项目建设组织机构 39 9.2项目运营组织机构 错误！未定义书签。 9.3劳动定员 错误！未定义书签