【文章內容簡介】 13 6 設計總結和體會133 7 參考文獻144I模擬電子課程設計 課程設計的目的與作用1．鞏固和加深對電子電路基本知識的理解，提高綜合運用本課程所學知識的能力。2．培養(yǎng)根據(jù)課題需要選學參考書籍，查閱手冊、圖表和文獻資料的自學能力。通過獨立思考，深入鉆研有關問題，學會自己分析并解決問題的方法。3．通過電路方案的分析、論證和比較，設計計算和選取元器件。初步掌握簡單實用電路的分析方法和工程設計方法。4．了解與課題有關的電子電路以及元器件的工程技術規(guī)范，能按設計任務書的要求，完成設計任務，編寫設計說明書，正確地反映設計與實驗的成果，正確地繪制電路圖等。5．培養(yǎng)嚴肅、認真的工作作風和科學態(tài)度 設計任務及所用multisim軟件環(huán)境介紹 設計任務設計能產(chǎn)生方波、三角波、正弦波的函數(shù)信號發(fā)生器電路1）輸出各種波形工作頻率范圍：10—100Hz,100—1KHz,1K—10KHz。2)輸出電壓：正弦波U=3V , 三角波U=5V , 方波U=14V。3)波形特征：幅度連續(xù)可調，線性失真小。4)選擇電路方案，完成對確定方案電路的設計。計算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出各部分原理圖，闡述基本原理。 所用multisim軟件環(huán)境介紹 Multistim 10簡介Multistim是美國IIT公司推出的基于Windows的電路仿真軟件，由于采用交互式的界面，比較直觀，操作方便，具有豐富的元件庫和品種繁多的虛擬儀器，以及強大的分析功能等特點，因而得到了廣泛的應用。模擬電子課程設計 Multistim 10主頁面啟動Multistim 10后，屏幕上將顯示主界面。主界面主要由菜單欄、系統(tǒng)工具欄、設計工具欄、元件工具欄、儀器工具欄、使用中元件列表、仿真開關、狀態(tài)欄以及電路圖編輯窗口等組成。 Multistim 10元器件庫Multistim 10提供了豐富的元器件，供用戶構建電路圖時使用。在Multistim 10的主元器件庫中，將各種元器件的模型按不同的種類分別存放若干個分類庫中。這些元器件包括現(xiàn)實元件和虛擬元件。從根本上說，仿真軟件中的元器件都是虛擬的。這里所謂的現(xiàn)實元件，給出了具體的型號，它們的模型參數(shù)根據(jù)該型號元件參數(shù)的典型值確定。現(xiàn)實元件有相應的封裝，可以將現(xiàn)實元件構成的電路圖傳送到印刷電路板設計軟件Uliboard 10中去。而這里所謂的虛擬元件沒有型號，它的模型參數(shù)是根據(jù)這種元件各種型號參數(shù)的典型值，而不是某一種特定型號的參數(shù)典型值確定。虛擬元件的某些參數(shù)可以由用戶根據(jù)自己的要求任意設定，如電阻器的阻值，電容器的容值以及三極管β值等，這對于教學實驗的仿十分方便。虛擬元件沒有相應的封裝，因而不能傳送到Uliboard 10中去。另外，Multistim 10的元器件庫還提供一種3D虛擬元件，這是Multistim以前的版本并沒有。這種元件以三維圖形的方式顯示，比較形象，直觀。Multistim 10還允許用戶根據(jù)自己的需要創(chuàng)建新的元器件，存放在用戶元器件庫中。如圖1所示圖1 Multisim 10 主界面模擬電子課程設計 Multistim 10虛擬儀器Multistim 10提供了品種繁多，方便實用的虛擬儀器。取用這些虛擬儀器，只當連接在構建的電路圖中，可以將仿真的結果以數(shù)字或圖形的方式實時顯示出來，比較直觀。虛擬儀器的連接和操作方式與實驗室中的實際儀器相似，比較方便。點擊主界面中儀表欄的相應按鈕即可方便地取用所需的虛擬儀器。元件工作欄如圖2所示，虛擬儀表欄如圖3所示。圖2 元件工具欄圖3 虛擬儀表欄 Multistim 10分析工具分析菜單如圖4所示。圖4 分析菜單 電路模型的建立函數(shù)信號發(fā)生器是是由基礎的非正弦信號發(fā)生電路和正弦波形發(fā)生電路組合而成。由模擬電子課程設計運算放大器單路及分立元件構成，方波——三角波——正弦波函數(shù)信號發(fā)生器一般基本組成框圖如圖1所示。圖1 函數(shù)信號發(fā)生器框圖方波—三角波—正弦波信號發(fā)生器電路有運算放大器及分立元件構成，其結構如圖1所示。他利用比較器產(chǎn)生方波輸出，方波通過積分產(chǎn)生三角波輸出，三角波通過差分放大電路產(chǎn)生正弦波輸出。利用差分放大電路實現(xiàn)三角波—正弦波的變換波形變換原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性，波形變換過程如圖2所示圖 2 三角波和正弦波得轉換示意圖模擬電子課程設計由圖2可以看出，傳輸特性曲線越對稱，線性區(qū)域越窄越好；三角波的幅度Uim應正好使晶體接近飽和區(qū)域或者截至區(qū)域。—三角波轉換電路圖模擬電子課程設計模擬電子課程設計 理論分析及計算方波發(fā)生電路構成同相輸入遲滯比較器電路，用于產(chǎn)生輸出方波?？勺冸娙軨1具有調頻作用，可用于調節(jié)方波的頻率。使產(chǎn)生的頻率范圍在10~~100Hz。方波振蕩周期 T = 2 R1 C1 ln(1+2R4/R3)。R1=7K，R3=7K，R4=7K。振蕩頻率 f = 1/T?？梢姡琭與C1成反比，調整電容C1的值可以改變電路的振蕩頻率。圖中穩(wěn)壓管 D1 D2 為調整方波幅值，UPP = D1 +D2=14V?！遣ǚ讲ā遣娐分袠嫵赏噍斎脒t滯比較器電路，用于產(chǎn)生輸出方波?？勺冸娙軨1具有調頻作用，可用于調節(jié)方波的頻率。運算放大器U1與電阻R5及電容C2構成積分電路，用于將U2電路輸出的方波作為輸入，產(chǎn)生輸出三角波。圖中R6在調整方波—三角波的輸出頻率時，不會影響輸出波形的幅度。若要求三角波的幅值，可以調節(jié)可變電容C2。三角波部分參數(shù)設定如下：對于輸出三角波 其振蕩周期 T =(4 R5 R6 C2)/ R3，f = 1/T。而要調整輸出三角波的振幅，則需要調整可變電容C2的值。以使三角波UPP = 5V。改變輸入頻率，是電路中的頻率一定時三角波頻率為固定或變化范圍很小。加入低通濾波器，而將三角波轉化為正弦波。在圖5中當改變輸入頻率后，三角波與正弦波的幅度將發(fā)生相應改變。由于振蕩周期 T =(4 R5 R6 C2)/ R3，C2為調節(jié)三角波的幅度使UPP = 5V，R10調節(jié)輸出正弦波得幅值UPP = 3V。三角波→正弦波的變換主要用差分放大器來完成。差分放大器具有工作點穩(wěn)定，輸入阻抗高、抗干擾能力強等優(yōu)點。特別是做直流放大器時，可以有效的抑制零點漂移，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性的非線性。模擬電子課程設計 仿真結果分析、三角波產(chǎn)生電路的仿真波形如圖所示方波仿真圖形模擬電子課程設計三角波仿真圖形模擬電子課程設計—三角波轉換電路的仿真方波—三角波轉換電路的仿真圖形模擬電子課程設計—正弦波轉換電路仿真三角波—正弦波轉換電路仿真圖形模擬電子課程設計—三角波—正弦波轉換電路仿真方波—三角波—正弦波轉換電路仿真圖形1模擬電子課程設計方波—三角波—正弦波轉換電路仿真圖形2 輸出電壓方波信號接入示波器仿真，調節(jié)C1，得方波峰峰Vpp=14 V；撤除方波信號并接入三角波信號，調節(jié)C2，測得三角波峰峰值Upp=5 V； 將正弦波信號接入示波器，調節(jié)R10，測得正弦波峰峰值Upp=3V。設計總結和體會從課程設計開始就糾結實驗方案，太簡單感覺沒啥意思，太難了又擔心調試不出來。抱著試試看看的態(tài)度，先選了一個比較復雜的電路，連了半天才連出來，調試的時候