模电课程设计

1、波形发生器 模电课程设计 指导老师： 专业： 学号： 姓名： 一、设计题目： 信号发生器设计二、设计目的： 掌握方波-三角波-正弦波的设计方法和调试技术。三、设计内容与要求：信号发生器是常用的测试仪器，常用的信号源有正弦波、方波、三角波、锯齿波、阶梯波等。RC桥式正弦波产生电路，频率分别为300Hz、1KHz、10KHz，输出幅值300mV5V可调、负载1K。矩形波电路，频率3KHz，占空比可调范围10%90%，输出幅值3V、负载1K。三角波电路，频率1KHz，占空比可调范围10%90%，输出幅值3V、负载1K。多用信号源产生电路，分别产生正弦波、方波、三角波，频率范围100Hz3KHz、输出

2、幅值5V、负载电阻1K。四、设计思路及实验前的理论原理：1、正弦波产生电路（由放大电路、选频网络和反馈网络组成）从结构上看，RC正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。振幅平衡和相位平衡是正弦波振荡电路产生持续振荡的两个条件。其中，振荡频率是由相位平衡条件所决定的。刚开始时，Rf略大于R1的两倍，这样放大倍数才会略大于3，电路才能够起振。一段时间后，可以利用非线性元件来自动调整反馈的强弱以维持输出电压恒定，也可以将Rf用滑动变阻器代替，人为调节放大倍数，从而使电路能够产生幅度稳定、几乎不失真的正弦波。其选频网络的频率特性如下：反馈网络的反馈系数为由此可得RC串并联选频网

3、络的幅频响应及相频响应可以计算，当时，幅频响应的幅值为最大，即相应的相频响应的相位角为零，即此时输出电压的幅值最大，并且输出电压为输入电压的倍。同时输出电压与输入电压同相。该电路的工作原理为：在时，经RC选频网络传输到运放同相端的电压Vf与VO同相，即有。这样，放大电路与由Z1和Z2组成的反馈网络刚好形成正反馈系统，可以满足相位平衡条件，应此可能产生振荡。即当R5选取适当时使得运放反相放大端电压为输出电压的三分之一。当电路接通时由于噪音存在，在中多声频支中存在这么一支。经过运放放大后，反馈网络反馈回信号恰好等于输入电压使电路达到自激和稳定。2、方波产生电路方波产生电路是一种能够直接产生方波或矩

4、形波的非正弦信号发生电路。由于方波包含了极丰富的谐波，因此，这种电路又成为多谐振荡电路。基本电路图如右图所示，它是在迟滞比较器的基础上，增加了一个由Rf、C组成的积分电路，把输出电压经Rf、C反馈到比较器的反相端。在比较器的输入端引入限流电阻R和两个背靠背的双向稳压管就组成了一个如图所示的双向限幅方波发生电路。工作原理：电路主要是通过由Rf、C组成的积分电路充放电，再由比较器C翻转电压，来实现方波的产生。经计算知，振荡周期T=2RfCln（1+2R2/R1）为了实现占空比可调，只需适当改变电容C的正、反向充电时间常数。所以，可以用右图所示的网络代替电阻Rf。这样，振荡周期T=（Rf1+Rf2）

5、Cln（1+2R2/R1）占空比为Rf1/(Rf1+Rf2)3、锯齿波产生电路由上图可见，它包括同相输入迟滞比较器C1和充放电时间常数不等的积分器A2两部分，共同组成锯齿波电压产生器电路。电路原理电路前半部分与方波产生电路相似，所以vo1为矩形波。电路前半部分产生的矩形波经过R6向C充电，使输出电压按线性规律增长，从而在电路输出端产生锯齿波，即vo为锯齿波。振荡周期T=2R1R6C(R6+2R5)/R2(R5+R6)实验目的：1、习集成运放构成正弦波，方波和三角波发生器。 2、波形发生器的调试和主要性能指标的测试方法。 3、理解OTL功率放大器的工作原理。 4、OTL功率放大器的调试和主要性能

6、指标的测试方法。 正弦波发生器方波发生器三角波发生器OTL功率放大电路正弦波，方波，三角波 波形发生器原理结构图图电路图：实验原理：通过741放大器通过自激震荡产生正弦波，T=RC,使得Rf/R1=2,表达式中Rf=Rw1+R2+(R3/Rd),Rd为二极管正向导通电阻。调节滑动变阻器Rw1，使得电路起振，且波形失真最小。如不能起振，则说明负反馈太强，应该适当加大Rf，如果波形失真严重，则说明应该适当减小Rf。改变参数C或R即可调节震荡频率。通过一个正相迟滞比较器和两个对立放置的稳压管形成方波，方波的幅值U0m=Vz。通过一采用运放组成的积分电路，实现恒流充电使得三角波的线性大大改善。调节Rf

7、或者Cf。 OTL低频功率放大器如图，其中由晶体三极管T1组成推动级，T2,T3是一对参数对称的NPN，PNP型晶体三极管，他们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个管子都接成设计输出器形式，因此具有输出低电阻，负载能力很强的优点。适合于功率输出级。T1管工作于甲类状态它的集电极电流Ic1由电位器调节，Ic1的一部分流进电位器Rw2入二极管D，给T2,T3提供偏置。调节Rw 2,可以克服交越失真，静态时要求输出端终点A的电位Ua=0.5Ucc，调节Rw1的一端接在A点，因此在电路中引入交直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。最大不失真的输出功率，理想情况

8、下，Pom=0125Ucc*Ucc/Rl，实验室中可通过测量Rl两端的电压有效值求得实际的Pom=U0*U0/Rl.,效率=Pom/Pe*100%，计算式中Pe为直流电源供给的平均功率。理想值为78.5%。在实验中，可以测量电源供给的平均电流Idc,从而求得Pe=Ucc*Idc，负载上的交流功率也用上输求出，因而也就可以计算实际的效率。实验感悟：通过学习此次的课程设计，我受益颇多 同时也看到自己的不足。和同学的合作增强了我的团队意识，在做设计的过程中遇到了电路设计后不会仿真的麻烦，暴露出了知识的不足，花费了不少的时间，在实际的电路连接过程中，产生的波形达不到预期效果，经调试后依然不尽人意，最终只有部分调试出来了。另一部分通