正弦波振荡发生器设计.doc

课程设计报告书题目：正弦波振荡发生器设计院（系）通信工程学院专业通信工程学生姓名王兴春学生学号29指导教师课程编号课程学分起始日期2016.12.26教师评语教师签名：日期：成绩评定备注EDA专周——正玄波发生器一、选题背景RC正弦波振荡器电路设计及仿真背景：振荡电路是指在没有输入信号的条件下，能够自行产生一定幅度、一定频率输出信号的电路，由放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅环节等几大部分构成。（1）放大电路：保证电路能够从起振到动态平衡的过程，电路获得一定幅值的输出值，实现自由控制。（2）选频网络：确定电路的振荡频率，是电路产生单一频率的振荡，即保证电路产生正弦波振荡。正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于其反馈信号。（4）稳幅环节：也就是非线性环节，作用是输出信号幅值稳定采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC振荡电路，它适用于低频振荡，一般用于产生1Hz~1MHz的低频信号。因为对于RC振荡电路来说，增大电阻R即可降低振荡频率，而增大电阻是无需增加成本的。常用LC振荡电路产生的正弦波频率较高，若要产生频率较低的正弦振荡，势必要求振荡回路要有较大的电感和电容，这样不但元件体积大、笨重、安装不便，而且制造困难、成本高。因此，200kHz以下的正弦振荡电路，一般采用振荡频率较低的RC振荡电路。要求：（1）设计完成RC正弦波振荡器电路；（2）仿真出波形，并通过理论分析计算得出频率。方案论证图一：正弦信号发生器Multisim仿真原理图图：教科书原始ＲＣ振荡电路图由原理图可知，RC正弦波振荡电路的选频网络是由电阻和电容元件组成。调节电位器Rw，观察电路的输出情况。由虚拟示波器可见，当减小Rw至一定值时，电路将不能振荡。增大Rw至一合适的值时，电路能够振荡，且输出波形较好。若继续增大Rw，当Rw的值太大时候，输出波形将严重失真。图：Multisim仿真ＲＣ振荡电路严重失真波形图例电路震荡频率计算：f=1/（2πRC）仿真原理图中起振的初始条件：Rf/R３>=2其中Rf=Rw+RＦ由其电路元件特性R=３KΩC=２５nF电路产生自激震荡，微弱的信号1/RC经过放大，通过反馈的选频网络，使输出越来越大，最后经过电路中非线性器件的限制，使震荡幅度稳定了下来。三、过程论述（电位器63%）图二：正弦波振荡电路的起振（正弦波的稳定过程１）图三：正弦波振荡电路的起振（正弦波的稳定过程２）图四：正弦波振荡电路的起振（正弦波的稳定过程３）由原理图和图二三四可知，由于运放构成的RC串并联正弦波振荡电路是通过在外部引入负反馈来达到稳幅的目的，所以正弦波的稳定需要一定的时间。图五：正弦波振荡电路的效果图（未稳定的正弦波）时间轴由500μs变至200μs图六：正弦波振荡电路的效果图（稳定的正弦波１）时间轴由10ms变至200μs图七：正弦波振荡电路的效果图（稳定的正弦波2）时间轴由10ms变至200μs结果分析RC正弦波振荡电路的选频网络是由电阻和电容元件组成。调节电位器Rw，观察电路的输出情况。由虚拟示波器可见，当减小Rw至一定值时，电路将不能振荡。增大Rw至一合适的值时，电路能够振荡，且输出波形较好。若继续增大Rw，当Rw的值太大时候，输出波形将严重失真。所以，在整个正弦波发生器设计中，正弦波的发生器最主要的就是稳定产生的波形幅度。正弦波的产生电路时基于预防的放大实现的，通过放大电路的自激振荡来完成，由基本放大电路、选频网络、反馈网络构成。设计的电路基本完成了设计的要求，但其中也有缺点和需要完善的地方。正弦波产生缺点主要是波形有些微弱的失真，而且反馈的时间与产生稳定的正玄波的时间略微有些长，波形的上升部分下降部分微弱的不对称，可能是由于选择的元器件精确度不够，导致在调制的时候没有办法做到更加的准确。通过课程设计掌握了一个电路板从设计到调制完成的全过程。课程设计总结通过本次的实践实习，使我了解到，对于从事电子通信的企业来讲，电子信息能给他们带来许多新的机遇与挑战，它能够解决企业面临的许多困难和问题。在这个大的通信环境中，中小企业之间的信息来往不再是局限在某个地区、某个时段、甚至某个特定的客户，而是能够完全实现协同研发、协同生产、协同分析、协同服务等协同信息活动，并且实现供应链的全面的快速反应，以及整个供应链上各个环节之间的互动管理，使得在新的协同信息环境下为人们提供最优的活动空间满足人们多样的体验。从而为企业的国际化之路提供更加广阔的生存发展空间。由于信息的竞争是在企业的竞争中发挥着越来越重要的作用，所以，实施电子信息是：利大于弊。通过掌握了专业上的知识，我知道了电子技术也不是那么的神气，也是通过专业技术和专业能力一步一步做出来的，将学到的专业技术运用起来，通过自己动手把本次的设计项目做出来。通过这三个月的实践实习，使我明白，只有不断的学习专业方面的