正弦波发生器的设计.doc

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电子技术课程设计报告

题目：正弦波发生器的设计
专业：XXXXXXXXXXXX
班级：XXXXXXXXXXX
学号：XXXXXXX
姓名：XX
指导教师：XXXX
设计日期：2021年12月3日

正弦波发生器设计报告
一、设计目的作用
1.培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。
2.学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。
3.进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。
4.培养创新能力
二、设计要求
1.用途广泛，能产生10Hz～400Hz的正弦波，要求掌握设计原理，对电路进行分析。
2.控制便捷，通过调节电位器实现对频率的调节，了解一些元器件的用途。
3.造价低廉，使用集成芯片，花费都很低，熟悉一些重要芯片的逻辑功能，以及对芯片进行设计连接。
4.精度较高，通过对振荡器、计数器、加法器等集成电路的使用，使得电路的运行都是很精确的。所以要对一些逻辑电路的进行运用。
三、设计的具体实现
1、系统概述
总体设计思路：电路原理：
振荡器---扭环形计数器----逻辑模拟开关----加法器----滤波器----正弦波
一．首先阐述正弦波振荡器起振条件及原理过程：
正弦波振荡器起振条件：|AF|>1（略大于）结果产生增幅震荡振荡条件是
=1
幅度平衡条件||=1
相位平衡条件jAF=jA+jF=±2np
正弦波振荡电路的组成判断及分类：
放大电路：保证电路能够有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。
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。
稳幅环节：也就是非线性环节，作用是输出信号幅值稳定。
判断电路是否振荡。方法是：
（1）是否满足相位条件，即电路是否是正反馈，只有满足相位条件才可能产生振荡
（2）放大电路的结构是否合理，有无放大能力，静态工作是否合适；
（3）是否满足幅度条件

正弦波振荡电路检验，若：
(1)则不可能振荡；
(2)振荡，但输出波形明显失真；
(3)产生振荡。振荡稳定后。此种情况起振容易，振荡稳定，输出波形的失真小
分类：
按选频网络的元件类型，把正先振荡电路分为：RC正弦波振荡电路；LC正弦波振荡电路；石英晶体正弦波振荡电路。
RC正弦波振荡电路

常见的RC正弦波振荡电路是RC串并联式正弦波振荡电路，它又被称为文氏桥正弦波振荡电路。 串并联网络在此作为选频和反馈网络。它的电路图如图（1）所示：它的起振条件为：。它的振荡频率为：它主要用于低频振荡。要想产生更高频率的正弦信号，一般采用LC正弦波振荡电路。它的振荡频率为：。石英振荡器的特点是其振荡频率特别稳定，它常用于振荡频率高度稳定的的场合。

图（1）

正弦波发生电路的设计

本电路中采用RC桥式正弦波振荡电路产生正弦波，其电路图如下所示

RC桥式正弦振荡电路

该电路Rf回路串联两个并联的二极管，如上图所示串联了两个并联的1BH62，这样利用电流增大时二极管动态电阻减小、电流减小时动态电阻增大的特点，加入非线性环节，从而使输出电压稳定。
此时输出电压系数为
Au=1+(Rf+rd)/R1
RC振荡的频率为：f0=1/(2∏RC)
该电路中R=51KC=10nF
f0=1/(2*3.14*51000*10-8)≈312Hz
T=1/f0=1/312=3.2*10-3S=3.2ms
二.振荡器---扭环形计数器----逻辑模拟开关----加法器----滤波器----正弦波
为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。正弦波发生电路的组成。
1振荡器
把3脚的输出线接示波器的正端，8脚的输出线接+5V电源，1脚接地，当示波器上出现方波则达到要求。
2扭环形计数器