简易正弦信号发生器设计

课程设计(论文)题目简易正弦信号发生器设计学院名称电气工程学院指导教师职称班级学号学生姓名2016年10月10日i南华大学课程设计（论文）任务书学院：电气工程学院题目：简易正弦信号发生器设计起止时间：2016年9月10日至2016年10月10日学生姓名：专业班级：指导教师：教研室主任：院长：2016年10月10日ii1．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：(1)技术要求：1.采用分立元件或者集成元件模块完成简易正弦信号发生器原理图设计2.完成原理图仿真(可选用Multisim)3.完成实物制作(2)工作要求：①查阅参考文献，利用高频电子线路基本理论，分析系统工作原理，设计系统方框图；②掌握计算机辅助设计方法，利用Multisim等软件进行仿真设计，具备独立设计能力；③掌握电子电路安装调试技术，选择合适的元器件搭接实际电路，掌握电路的测试和故障排除方法，提高分析问题和解决问题的能力。2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：设计系统方框图，对系统方框图进行仿真，分析实验结果。撰写设计说明书，书写格式规范，语言流畅简洁，文字不得少于3000字。要求图表清晰，分析通彻，有理有据。3．主要参考文献：[1]黄智伟．全国大学生电子设计竞赛技能训练[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007.[2]黄智伟．印制电路板（PCB）设计技术与实践（第二版）[M]．北京：电子工业出版社，2012[3]黄智伟．全国大学生电子设计竞赛基于TI器件的模拟电路设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2014,7.[4]黄智伟.基于NIMultisim的电子电路计算机仿真设计与分析(修订版)[M].北京：电子iii工业出版社,2011,6.[5]陈尚松,雷加,郭庆.电子测量与仪器[M].北京：电子工业出版社，2005：108～1264．课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容12016.9.10～2016.9.17系统方案设计22016.9.18～2016.9.24利用Multisim等软件进行仿真设计32016.9.25～2016.9.30实物调试和测量，排除故障，分析实验结果42016.10.8～2016.10.10整理设计报告指导教师宁志刚日期：2016年9月14日南华大学电气工程学院课程设计iv摘要：移相式正弦波发生器电路，其频率稳定度通过实际测试为0.002%。该电路性价比高，用很便宜的几个元件在很宽的频段内，实现频率连续可调。移相式正弦波发生器是由RC超前或滞后移相反馈网络和反向放大器组成，常用于产生低频正弦信号。RC与运放构成的反馈网络包含180°相移，与负反馈放大器正好在该频率上构成正反馈，满足振荡的相位平衡条件，同时使放大器闭环增益大于1，即满足振荡的振幅平衡条件，就能在输出端得到正弦波振荡信号。关键词：移相式正弦波发生器；频率可调；正反馈南华大学电气工程学院课程设计vAbstract:Phase-shiftedsinewavegeneratorcircuit,thefrequencystabilitythroughtheactualtestof0.002%.Thecircuitcost-effective,verycheapwithafewcomponentsinaverywidefrequencyband,toachievecontinuousadjustablefrequency.Phase-shiftedsinewavegeneratoriscomposedofRCleadorlagphase-shiftedfeedbacknetworkandreverseamplifier,commonlyusedtogeneratelow-frequencysinusoidalsignal.ThefeedbacknetworkcomposedofRCandopampconsistsof180°phaseshift,andthenegativefeedbackamplifierformsthepositivefeedbackexactlyatthefrequency,whichsatisfiesthephasebalanceconditionofoscillation,andmakestheamplifierclosed-loopgaingreaterthan1,whichsatisfiestheoscillationamplitudebalancecondition.Asinewaveoscillationsignalcanbeobtainedattheoutputterminal.Keywords:Phase-shiftedsinewavegenerator;Frequencyadjustable;Positivefeedback南华大学电气工程学院课程设计vi目录任务书...................................................................................................I中文摘要............................................................................................IV英文摘要..............................................................................................V1.绪论..................................................................................................12.MULTISIM软件介绍.......................................................................13.设计要求..........................................................................................23.1设计要求..............................................................................................23.2技术指标.............................................................................................24.方案设计与论证..............................................................................24.1设计思想..............................................................................................24.2总体方案.............................................................................................35.设计原理及电路图..........................................................................35.1设计原理.............................................................................................35.2仿真电路图.........................................................................................56.软件仿真与硬件调试......................................................................56.1软件仿真.............................................................................................56.2硬件调试.............................................................................................77.收获与体会......................................................................................8南华大学电气工程学院课程设计vii8.参考文献..........................................................................................99.附录：实物图................................................................................10南华大学电气工程学院课程设计第1页，共10页1绪论正弦信号源在实验室和电子工程设计中有着十分重要的作用，正弦信号主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器;按输出电平可调节范围和稳定度分为简易信号发生器(即信号源)、标准信号发生器(输出功率能准确地衰减到-100分贝毫瓦以下)和功率信号发生器(输出功率达数十毫瓦以上);按频率改变的方式分为调谐式信号发生器、扫频式信号发生器、程控式信号发生器和频率合成式信号发生器等。正弦信号是一种频率成分最为单一的常见信号源，任何复杂信号(例如声音信号)都可以通过傅里叶变换分解为许多频率不同、幅度不等的正弦信号的叠加，它的应用领域很广范。正弦信号发生器广泛地应用在电子技术试验、自动控制系统和通信、仪器仪表、控制等领域的信号处理系统中及其他机械、电声、水声及生物等科研领域。2Multisim软件介绍Multisim软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的EDA工具软件。作为Windows下运行的个人桌面电子设计工具，Multisim是一个完整的集成化设计环境。Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。学生可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。Multisim软件特点：(1)直观的图形界面(2)丰富的元器件库(3)丰富的测试仪器(4)完备的分析手段(5)强大的仿真能力Multisim整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到南华大学电气工程学院课程设计第2页，共10页的一样。Multisim既可对模拟电路或数字电路分别进行仿真，也可进行数模混合仿真，尤其是新增了射频(RF)电路的仿真功能。仿真失败时会显示出错信息、提示可能出错的原因，仿真结果可随时储存和打印。3设计要求3.1设计要求（1）采用分立元件或者集成元件模块完成简易正弦信号发生器原理图设计（2）完成原理图仿真(可选用Multisim)（3）完成实物制作3.2技术指标输入直流电压：E=±15V输出正弦波最大峰-峰值：Vpp=14V～20V输出正弦波