電子線路課程設(shè)計(jì)--簡(jiǎn)易的函數(shù)發(fā)生器(編輯修改稿)
2025-07-13 00:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ................................................................................................................ 11 附圖 Ⅱ ........................................................................................................................... 12 電子線路課程設(shè)計(jì)說明書 1 1. 系統(tǒng)方案選擇和論證 系統(tǒng)基本方案 正弦波振蕩電路的選擇與論證 本設(shè)計(jì)選用文氏電橋振蕩電路。如圖 11。 圖 11 RC 橋式振蕩電路 這種電路的特點(diǎn)是：它由放大器即運(yùn)算放大器與具有頻率選擇性的反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，施加正反饋就產(chǎn)生振蕩。振蕩頻率由 RC 網(wǎng)絡(luò)的頻率特性決定。 它的起振條件為： 。它的振蕩頻率為： 。 穩(wěn)幅控 制的選擇與論 方案一：采用硅二極管來組成限幅電路。這種電路的溫度特性較差（溫度升高輸出振幅下降），幾乎沒有實(shí)用價(jià)值。故不采用。 方案二：采用發(fā)光二極管 LED 組成限幅電路。 LED 是利用其正向電壓 與穩(wěn)定的溫度特性，它的正向電壓比通常的硅二極管大，溫度特性比三個(gè)串聯(lián)的二極管要穩(wěn)定的多。但該種電路的振幅穩(wěn)定度和波形失真率都不太好，故不采用此方案。 方案三：在放大電路的負(fù)反饋回路里采用非線性元件來自動(dòng)調(diào)整反饋的強(qiáng)弱以維持輸出電子線路課程設(shè)計(jì)說明書 2 電壓恒定。例如，在圖 11 所示的電路中， Rf 可用一溫度系數(shù)為負(fù)數(shù)的熱敏電阻代替。當(dāng)輸出電壓 |V0|增加時(shí)，通過負(fù)反饋回路的電流 |If|也隨之增加，結(jié)果使熱敏電阻的阻值減小，負(fù)反饋加強(qiáng)，放大電路的增益下降，從而使輸出電壓 |V0|下降 。反之，當(dāng) |V0|下降時(shí)，由于熱敏電阻的自動(dòng)調(diào)整作用，將 使 |V0|回升，因此，可以維持輸出電壓的恒定。也可利用 JTFET工作在可變電阻區(qū)。當(dāng) JFET 的漏源電壓 Vds 較小時(shí)，它的漏源電阻 Rds可通過柵極電壓來改變。因此，可利用 JFET 進(jìn)行穩(wěn)幅。該電路頻率穩(wěn)定度由使用的電容的溫度系數(shù)決定，而振幅穩(wěn)定度和波形失真率都得到改善。 方案四：采用可編程模擬電路提供單片機(jī)正弦振蕩器的設(shè)計(jì)方案 運(yùn)算放大器的選擇 考慮到綜合性能和題目要求的關(guān)系這里我們選用 LM741CN 作為運(yùn)算放大器 最終的方案選擇 文氏電橋振蕩電路適用的頻率范圍為幾赫茲到幾百千赫茲，可調(diào) 范圍寬，電路簡(jiǎn)單易調(diào)整，同時(shí)波形失真系數(shù)為千分之幾。很適合我們題目的要求。故采用文氏電橋振蕩電路以及利用非線性元件來控制電壓，起到穩(wěn)幅的作用。選用 LM741CN 作為運(yùn)算放大器。 電子線路課程設(shè)計(jì)說明書 3 2. 主要電路設(shè)計(jì) 文氏電橋振蕩電路的設(shè)計(jì)與主要特性 RC 文氏電橋振蕩電路是以 RC 選頻網(wǎng)絡(luò)為負(fù)載的振蕩器，其模型框圖如圖 12： 圖 12 RC 振蕩器框圖 這個(gè)電路由兩部分組成，即放大電路和選頻網(wǎng)絡(luò)。放大電路由集成運(yùn)放所組成的電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電 路，取其輸入阻抗高和輸出阻抗低的特點(diǎn)。而選頻網(wǎng)絡(luò)則由 Z Z2 組成，同時(shí)兼做正反饋網(wǎng)絡(luò)。由圖 11 可知， Z Z2 和 R Rf 正好形成一個(gè)四臂電橋電橋的對(duì)角線頂點(diǎn)接到放大電路的兩個(gè)輸入端，橋式振蕩電路由此得來。 RC選頻網(wǎng)絡(luò)及其特性 如圖 1— 3（ a） 圖 13 RC 選頻網(wǎng)絡(luò) RC 選頻網(wǎng)絡(luò) ＋ 放大 － 電子線路課程設(shè)計(jì)說明書 4 RC 選頻網(wǎng)絡(luò)的傳輸函數(shù)為： 令： R1=R2=R C1=C2=C RC 串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)具有選頻作用，它的頻率響應(yīng)特性由明顯的峰值。 反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)為： ????????????????ICjRCjRICjRVVFFsoV)1 11(1122112??? 當(dāng) ω=ωo(諧振頻率 )=1/RC 時(shí) ,Fv=1/3(φf=0) （ 1） 幅頻特性曲線 如圖 13(b) 由上式： ω=ωo時(shí)： Fv(ωo)=1/3(最大 ) ωωo時(shí)： 當(dāng) ω→0 ， Fv(ω)→0 ωωo時(shí)： 當(dāng) ω→∞ ， Fv(ω)→0 由上圖可見 ,當(dāng) 時(shí) , 達(dá)到最大值并等于 1/3,相位移 為 00,輸出電 壓與輸
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