【正文】 最后，再次對我的老師、我的同學(xué)說聲謝謝！ 。 另外，我還要感謝 同學(xué)對我 的幫助 ， 使我順利的完成了電路仿真以及論文的最終完成。88, N. 403 in LNCS, pages 94—99. SpringerVerlag, 1998 [3] 童詩白．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]．北京：高等教育出版社， 2021： 270285 [4] 胡宴如 ． 高頻電子線路 [M]．北京：高等教育出版社， 2021 年 6 月 [5] 王新典 ． 晶體管三點式振蕩器的起振條件探討 [J]． 貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版 )， 1982，(02) [6] Arabi, K, Kaminska, B. Design for testability of embedded integrated operational amplifiers[J]. SolidState Circuits, IEEE Journal of Volume 33, Issue 4, April 1998 Page(s):573 581 [7] 陳爾紹 ． 電子控制電路實例 [M]．北京： 電子工業(yè)出版社， 2021 年 10 月： 268320 [8] 閻石．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]．北京：高等教育出版社， 1997： 365370 [9] 陳有卿 ． 555 時基電路的應(yīng)用 [M]．北京： 人民郵電出版社， 2021 年 7 月： 5780 [10] 孫余凱． 555 時基電路識圖 [M]．北京：電子工業(yè)出版社， 2021 年 1 月： 124 [11] 李來運 ， 樊翠玲 ． 用 Multisim 分析 RC 橋式振蕩電路 [J]． 天中學(xué)刊 ， 2021， (05) [12] 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)系列教程 高頻電子線路設(shè)計 [M]．北京： 電子工業(yè)出版社 ，2021 年 5 月 31 致 謝 本 畢業(yè)設(shè)計 是在 彭 會萍 老師 的 指導(dǎo)和支持下完成的。 經(jīng)過近兩個月的研究學(xué)習(xí) ，仿真電路還是產(chǎn)生 了 正弦波和矩形波，并且滿足頻率、幅度、占空比可調(diào)的要求，并且波形不失真。 對于矩形波，直接采用 555 構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生頻率、占空比可調(diào)的矩形波，后接運算放大器，目的是實現(xiàn)幅度可調(diào)。可以產(chǎn)生正弦振蕩的電路有很多種，我選擇了簡單易行的 RC 橋式振蕩電 路，它可以產(chǎn)生 1MHZ 以下的正弦波，并且輸出波形質(zhì)量較好，容易掌握。 29 五 、 結(jié)論 經(jīng)過近兩個月的研究學(xué)習(xí)終于完成了實用信號源的設(shè)計。我認(rèn)為是仿真軟件本身存在的儀器誤差和示波器測量的不穩(wěn)定性造成的，仍可近似認(rèn)為頻 率可調(diào)范圍是20HZ～ 2 KHZ。 表 4–2 矩形波占空比可調(diào)范圍 R1(KΩ) X(%) R3(KΩ) q(%) 理論值 測量值 1 0 1 1 20 1 1 40 1 1 60 1 1 80 1 1 100 1 注： X 為 R2中接入充電支路的電阻阻值大小占整個 R2阻值大小的百分比 由上表看出理論上占空比的可調(diào)范圍是 2%～ 98%，實際的測量中因為仿真示波器本身存在的誤差以及測量誤差導(dǎo)致占空比的可調(diào)范圍是 28 %～ %，可近似認(rèn)為占空比可調(diào)范圍為 2%～ 98%。表 4–1 是正弦振蕩電路頻率變化數(shù)據(jù)，表 4–2 是矩形脈沖電路占空比變化數(shù)據(jù)，表 4–3是矩形脈沖電路頻率變化數(shù)據(jù)。 如圖 所示是當(dāng) R5 接入電路中的比例變化時的波形變化圖，圖 所示是當(dāng)調(diào)節(jié) R2 比例大小時的波形變化圖，圖 所示是調(diào)節(jié)電容 C2 時波形變化圖。為能更好的研究波形情況，分別將 555 定時器 3 腳輸出端（即運放輸入端）和集成運放的輸出端接入示波器，以此對兩個不同的輸出口的波形進(jìn)行比較分析。 觀察到穩(wěn)定的正弦波形后同時調(diào)節(jié)可調(diào)電位器 R R4 發(fā)現(xiàn)波形頻率發(fā)生改變，如圖 所示為頻率減小過程。當(dāng)滑到 ＜ 20%時幅度慢慢變小直至變?yōu)?0，如圖 是當(dāng)滑動端滑到 15%時的波形變化。 R17 9 5 .8 ΩR27 9 5 .8 ΩR37 8 .8 k ΩK e y = A0%R47 8 .8 k ΩK e y = A 0%C11 0 0 n FC21 0 0 n FD1D I O D E _ V I R T U A LD2D I O D E _ V I R T U A LV C C12VV E E 1 2 VR710kΩK e y = A65%XSC2T e kt ro n i x1 2 3 4 TGP3460U1U A 7 4 1 C D3247651V C CV E EXSC3A BE x t T r i g++__+_5R520kΩ10R650kΩR836kΩ2107圖 RC 橋式振蕩電路仿真 圖 23 根據(jù)正弦波起振條件當(dāng)電位器 R7 滑動端滑到 25%時觀察到示波器上開始出現(xiàn)振蕩波形如圖 ，經(jīng)過一段時間幅度穩(wěn)定在一固定值如圖 。在集成運放 uA741 的 3 腳輸入端及 6 腳輸出端分別接示波器。 Multisim 可以說是 EWB 軟件的一個延伸與升級版本，具體仿真過程中我用了 Multisim 版本，該版本具有很明顯的優(yōu)勢： (1)豐富的元件和測試 儀器 ； (2)動態(tài)可視化效果 ； (3)通過直觀的電路圖捕捉環(huán)境 , 輕松設(shè)計電路 ； 22 (4)借助高級電路分析 , 理解基本設(shè)計特征 ； (5)通過一個工具鏈 , 無縫地集成電路設(shè)計和虛擬測試 。 Multisim 提煉了 SPICE 仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣無需懂得深入的SPICE 技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計，這也使其更適合電子學(xué)教育。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。本次設(shè)計采用 Multisim 軟件進(jìn)行正弦波與矩形波電路的仿真與實現(xiàn)。二極管 D D4對輸出波形起到穩(wěn)幅作用。 因為由多諧振蕩器輸出的矩形波幅度由閾值電壓決定，而這個閾值電壓是固定的，要使輸出的矩形波幅度可調(diào)必須在多諧振蕩器的 3 腳輸出端再接一個電壓串聯(lián)負(fù)反饋的運算放大電路，利用可調(diào)電位器實現(xiàn)幅度的可調(diào)。 33339。 為實現(xiàn)占空比 2%～ 98%之間可調(diào)，由占空比公式得聯(lián)立方程： 1121122%98%WWWRR R RRRR R R?????＋ ＝ （ 3–3） 整理得 ： 12148WRR＝ ＝ （ 3–4） 為方便計算取 R1=R2=1KΩ， RW＝ 48KΩ， RW的取值范圍是 0～ 48KΩ。 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)由兩個二極管 D1,D2 并聯(lián)一個 20KΩ 大小的電阻 R3組成，負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)由 D D R R R R6共同組成，其中 R4是可調(diào)電阻，目的是使電路起振并實現(xiàn)幅度可調(diào)，范圍是 0～ 10KΩ。239。圖中集成運放uA741 由177。圖中放大電路仍采用通用集成運放 uA741，可調(diào)電位器用于調(diào)節(jié)輸出電壓幅度，二極管 D D2使輸出波形幅度穩(wěn)定。 1212 WT R Rq T R R RRR? ? ? ??? （ 2–17） 圖 用 555 定時器 接 成的 占空比、頻率可調(diào)的 多諧振 蕩器 18 （ 2）放大電路 在多諧振蕩器輸出端接入一個引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋的放大電路，目的是實現(xiàn)幅度可調(diào)。1 1 139。1 2 1 2 1 2( ) l n 2 ( ) l n 2WT T T R R C R R R C? ? ? ? ? ? ? （ 2–15） 振蕩頻率為： 1211( ) ln 2Wf T R R R C?? ?? （ 2–16） 由式（ 2–11）和（ 2–13）求出輸出脈沖占空比為： 39。2 2 2 2200 3l n l n l n 210 03CCTT CCVVT R C R C R CVV????? ? ??? （ 2–14） 故電路的振蕩周期為： 39。 39。 39。 圖 用 555 定時器接成的多諧振蕩器 17 圖 所示的多諧振蕩器中電容 C 上的電壓 Vc 在 VT+和 VT之間往復(fù)振蕩，則電容 C 的充電時間 T1和放電時間 T2各為： 39。1R D1 C 地；充電線路為 C D2 39。ov 接至 1Iv 端，同時在 1Iv 對地接入電容 C，就構(gòu)成了單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，除此之外還可以在施密特觸發(fā)器的基礎(chǔ)上改接成多諧振蕩器 [10]，如圖 所示。 表 2–2 CB555 的功能表 輸 入 輸 出 DR 1Iv 2Iv Ov DT 狀態(tài) 0 低 導(dǎo)通 1 CCV32? CCV31? 低 導(dǎo)通 1 CCV32? CCV31? 不變 不變 1 CCV32? CCV31? 高 截止 1 CCV32? CCV31? 高 截止 16 矩形脈沖電路組成 為實現(xiàn)產(chǎn)生的矩形脈沖具有頻率、幅度、占空比可調(diào)的特點，完整的矩形脈沖產(chǎn)生電路由多諧振蕩器和放大電路兩部分組成。 當(dāng) 11IRv ?V 、 22IRv ?V 時， 1 0Cv ? 、 2 0Cv ? ，觸發(fā)器處于 1??的狀態(tài)，Ov 處于高電平，同時 TD 截止。 當(dāng) 11IRv ?V 、 22IRv ?V 時， 1 1Cv ? 、 2 1Cv ? ，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變，因而TD 和輸出的狀態(tài)也維持不變。正常工作時必須使 DR 處于高電平，即 4 腳一直接高 電平。 DR 是置零端。在控制電壓輸入端 VCO 懸空時，1 23R CC?VV，2 13R CC?VV。 1Iv