1、<p>　　模擬電子技術課程設計報告</p><p><b>　　專 業(yè)： </b></p><p><b>　　課 題： </b></p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　班 級： <

2、/b></p><p><b>　　學 號： </b></p><p><b>　　指導老師： </b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.設計目的</b></p><p>&

3、lt;b>　　1.1設計任務</b></p><p><b>　　1.2設計要求</b></p><p><b>　　2.設計方案</b></p><p><b>　　2.1 概述 </b></p><p>　　2.2設計方案選擇論證</p>&

4、lt;p><b>　　2.3電路工作原理</b></p><p><b>　　2.4參數數據</b></p><p><b>　　2.5各元器件</b></p><p><b>　　3.電路仿真結果</b></p><p><b>　　4.

5、設計體會</b></p><p><b>　　5.參考文獻</b></p><p><b>　　1.設計目的</b></p><p><b>　　1.1設計任務</b></p><p>　　設計一個占空比可調的矩形波函數發(fā)生器。</p><p&g

6、t;<b>　　1.2設計要求</b></p><p>　　1輸出波頻率為500Hz。</p><p>　　2輸出波形幅值為2V。</p><p>　　3輸出波形占空比可調（0.2～0.8)。</p><p>　　4電路圖用Multisim進行仿真。</p><p><b>　　2.設計

7、方案</b></p><p><b>　　2.1概述</b></p><p>　　矩形波發(fā)生電路在測量、自動控制、通訊、無線電廣播和遙控等許多技術領域中有著廣泛的應用，甚至在收音機、電視機和電子表等日常生活用品中也離不開它?？傊匦尾òl(fā)生電路廣泛地用于工業(yè)生產、科學實驗和日常生活等各個領域中。</p><p>　　2.2設計方案選擇

8、論證</p><p>　　矩形波發(fā)生電路實際上是由一個滯回比較器和一個RC充放電回路組成。其中，集成運放和電阻R1和R2組成滯回比較器，電阻R和電容C構成充放電回路，穩(wěn)壓管和電阻R3的作用是鉗位，將滯回比較器的電壓限制在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓±UZ。在矩形波發(fā)生電路中，如圖1所示電位器Rw和二極管D1、D2的作用是將電容充電和放電的回路分開，并調節(jié)充電和放電兩個時間常數的比。</p><p

9、>　　矩形波發(fā)生電路沒有穩(wěn)態(tài)，它有兩個暫態(tài)，一個是低電平，另一個是高電平。</p><p>　　要想達到這種效果可采用滯回比較器，同時利用RC充放電回路來改變集成運放反向輸入端的輸入電壓即u-=uc。當電容上的電壓上升到u-=u+時，滯回比較器的輸出端將發(fā)生跳變，由高電平跳變成低電平。當電容上的電壓下降到u-=u+時，滯回比較器的輸出端將再次發(fā)生跳變，由低電平跳變成高電平。以后又重復上述過程。如此電容反復地

10、進行充電和放電，滯回比較器的輸出端反復地在高電平和低電平之間跳變，于是產生了正負交替的矩形波。</p><p>　　因此，在選擇矩形波發(fā)生電路時，采用滯回比較器和RC充放電回路來構成矩形波發(fā)生電路。</p><p>　　圖1 矩形波發(fā)生電路框圖</p><p><b>　　2.3電路工作原理</b></p><p>　　

11、如圖所示電路中，通過R5和穩(wěn)壓管D4、D3對輸出限幅，如果它們的穩(wěn)壓值相等，即UZ1=UZ2=UZ，那么電路輸出電壓正、負幅度對稱：UOH=+UZ,UOL=-UZ，同相端電位U+由uo通過R3、R4分壓后得到，這是引入的正反饋；反相端電壓U—受積分器電容兩端的電壓UC控制。</p><p>　　當電路接通電源時，U+與U—必存在差別。U+>U—或U+<U—是隨機的。盡管這種差別極其微小，但一旦出現U+

12、>U—，uo=UOL=+UZ。反之，當出現U+<U—，uo=UOL=-U。Uo不可能居于其中間值。設t=0，電容兩端電壓uo=0，滯回比較器的輸出電壓uo=+UZ，則集成運放同相輸入端的電位為</p><p><b>　　U+=+UZ</b></p><p>　　此時，輸出電壓uo=+UZ對電容充電，使U—=uc由零逐漸上升。在U—等于U+以前，uo=+U

13、Z不變。當U—大于等于U+時，輸出電壓uo高電平+UZ跳變?yōu)榈碗娖?UZ。</p><p>　　當uo=-UZ時，集成運放同相輸入端的電位也隨之發(fā)生跳變，其值為</p><p><b>　　U+=-UZ</b></p><p>　　同時電容器經R放大，使U—=uc逐漸下降。在U—等于U+以前，uo=-UZ不變，當U—小于等于U+時，uo從-UZ

14、跳變?yōu)?UZ，U+也隨之跳變?yōu)閁Z，電容器C再次充電。如此周而復始，產生振蕩，從uo輸出矩形波。在矩形波發(fā)生電路中，如圖1所示電位器Rw和二極管D1、D2的作用是將電容充電和放電的回路分開，并調節(jié)充電和放電兩個時間常數的比例。若將電位器的滑動端向下滑動，則充電時間常數減少，放電時間常數增大。因此輸出端端為高電平的時間縮短，輸出端為低電平的時間變長，Uc和Uo的波形如圖2所示，圖中</p><p>　　T1＜T2。

15、相反，如果將電位器滑動端向上移動，則充電時間常數增大，放電時間常數減小，可得T1＞T2，如圖所示。</p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　2.4參數數據</b></p><p>　　由圖2可以看出，振蕩周期為</p><p><b>　　T = T1+T2&

16、lt;/b></p><p>　　T1、T2可通過充放電三要素轉換值求得</p><p><b>　　T1 = ln</b></p><p><b>　　其中</b></p><p>　　= RC， = -UZ，</p><p><b>　　聯(lián)立方程解得&l

17、t;/b></p><p><b>　　同理求得</b></p><p>　　T = T1 + T2 = 2</p><p>　　由于T = T1，因而電路中產生的是周期性矩形波。改變R、C或R2、R3均可改變振蕩周期。</p><p>　　如果，則上述，輸出為矩形波。</p><p>　　

18、如果，但，，那么輸出也為矩形波。</p><p>　　通常定義矩形波為高電平的時間T2與周期T之間占空比為D，即</p><p>　　占空比可調電路如圖所示</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　通過計算可得電路占空比為</p><p>　　其中、分別為二極管、導通時的電阻

19、。</p><p>　　2.5各元器件 </p><p>　　當忽略二極管的導通電阻時，利用類似的分析方法，可求的電容的充電和放電時間分別為</p><p><b>　　T1=()C</b></p><p><b>　　T2=(+)C</b></p><p>　　輸出波形

20、的z振蕩周期為</p><p><b>　　)</b></p><p><b>　　矩形波的占空比為</b></p><p>　　當D=0.2時令得=3R</p><p>　　當D=0.8時令得=3R</p><p>　　由f=1000Hz 得T=0.001秒</p&g

21、t;<p><b>　　而 )</b></p><p>　　令R=50KΩ 則Rw=150 KΩ</p><p>　　令C=0.02 R2=20KΩ</p><p>　　得R1=5.918 KΩ</p><p><b>　　表1 所用元件</b></p><p

22、><b>　　3.電路仿真結果</b></p><p><b>　　圖4</b></p><p><b>　　圖5</b></p><p><b>　　圖6</b></p><p><b>　　圖7</b></p>

23、<p><b>　　5設計體會</b></p><p>　　本學期我們開設了《模擬電子技術》，它是自動化專業(yè)和機械設計制造及其自動化專業(yè)的基礎課，對以后本專業(yè)更深一步的學習有著重要意義，因為它是學機械設計制造及其自動化的基礎。因此，這學期我非常努力地學習這門課程。但是“紙上得來終覺淺，覺知此事要躬行。”學習任何知識，不僅要從理論上去求知，更應該不斷實踐、不斷探索，所以在開始學習這

24、門課程之時老師就建議我學習電路仿真軟件的應用。</p><p>　　本次課程設計相當成功，波形基本沒有失真，測得的頻率和理論值很接近誤差率僅為6.5%，輸出電壓也在規(guī)定的范圍內。該電路由一個滯回比較器和一個RC充放電回路組成。集成運放和電阻集成運放和電阻R1和R2組成滯回比較器，電阻R和電容C構成充放電回路，穩(wěn)壓管和電阻R3的作用是鉗位，將滯回比較器的電壓限制在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓±Uz。本次設計雖然相當成

25、功，但還是存在誤差。產生誤差的原因有一下兩種：系統(tǒng)誤差、偶然誤差，系統(tǒng)誤差主要是軟件的仿真精度和電腦的計算能力所產生的，是不能避免的；偶然誤差主要是在選用電子元器件的時候忽略了二極管和穩(wěn)壓管的導通電阻、電子元器件的相關數據沒有設置好以及計算相關電阻時不夠精確所產生的，因此仿真出來的值和實際數值存在一定的差距，而且還會因此出現波形失真。因此在選用電子元器件的時候要精心選擇并設置相關的原件數據，使仿真的結果盡量的接近真實值。</p&g

26、t;<p>　　本仿真軟件的使用是我自學的，因此在這次課程設計過程中，我遇到了很多問題，例如各個原件的選用、設置、圖形排列等。經過我的不斷學習，我對仿真軟件的使用越來越熟練、越來越得心應手，最后我成功而完美地完成該課程設計。</p><p>　　通過這次課程設計讓我收獲了很多東西，不僅是鞏固了先前學的模電理論知識，而且也培養(yǎng)了我的動手操作能力，同時也讓我學到了很多電腦上的應用技巧。更為重要的是這次課

27、程設計開拓了我的視野，使我的創(chuàng)造性思維得到拓展。最后我希望在以后能學到更多的知識，能力能得到更多的提升。</p><p><b>　　6.參考文獻</b></p><p>　　[1] 《Multisim 10 計算機虛擬仿真實驗室》電子工業(yè)出版社</p><p>　　[2] 《虛擬電子實驗室—Multisim電子電路設計與應用》</p&

28、gt;<p><b>　　電子工業(yè)出版社</b></p><p>　　[3] 《模擬電子技術基礎（第四版）》 高等教育出版社出版</p><p>　　[4] 《高頻電子線路（第五版）》 高等教育出版社出版</p><p>　　[5] 《電子實驗與實踐》 高等教育出版社出版 </p><p>