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1、基于运算放大器的正弦波发生器燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 目 录 第1章 摘要2 第2章 设计目的及设计要求2 第3章 基本原理2 3.1 基本文氏振荡器2 3.2 振荡条件3 3.3 振荡频率与振荡波形5 第4章 参数设计及运算6 4.1 器件选择6 4.2 参数计算6 4.3 波形仿真图9第5章 结论及误差分析13 心得体会 14 参考文献 15 第 1 页 共 15 页 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第1章 摘要 本文中介绍了一种基于运算放大器的文氏电桥正弦波发生器。经测试，该发生器能产生频率 为100-1000Hz的正弦波，且能在较小的误差范围内将振幅限制在
2、2.5V以内，通过电位器的调节使频率在100HZ-1000HZ内变化。 无论是从数学意义上还是从实际的意义上，正弦波都是最基本的波形之一在数学上，任何其他波形都可以表示为基本正弦波的傅里叶组合;从实际意义上来讲，它作为测试信号、参考信号以及载波信号而被广泛的应用。在运算放大电路中，最适于发生正弦波的是文氏电桥振荡器与正交振荡器,本文将对文氏桥振荡器进行讨论。 第2章 设计目的及要求 2.1、设计目的： .掌握波形产生电路的设计、组装和调试的方法； .熟悉集成电路：集成运算放大器LN356N。并掌握其工作原理，组成文氏电桥振路。 2.2、设计要求： 设计波形产生电路。 )2ww0-3w0w)jf
3、=-arctan1RC又是可知，当w=w0= 时，幅频响应的幅值为最大，即 13Fvmax=而相频响应得相位角为零，即 第 4 页 共 15 页 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 1RCjf=0 A3VV。从直观上即可看出，这一扰动每次环绕回路后均会被减小，直至其降到零为止。这时可以认为回路的负反馈胜过了正反馈，使其成为一个稳定的系统。 2）A3VV。这时正反馈超过了负反馈，说明频率为f0的扰动会被再生的放大，导致整个电路进入一个幅度不断增长的振荡过程中。此时电路是不稳定的。 3）A=3VV 。这种情况称为中性的稳定状态，因为此时正负反馈量相等。任何频率为f0的扰动首先被放大3VV
4、倍，然后再缩小1/3VV，这就说明一旦电路工作它就会无限的持续下去。 还可以采取正交振荡器来完成正弦波的产生，由于需要采用两个运算放大器，所以为了方便分析，这里采用文氏桥振荡器。 第4章 参数设计及运算 4.1器件选择 集成运算放大器，示波器(XSC1),固定电容 当电容C3和C4取最小值0时，总电容为1nF,由仿真波形图可以读出频率与幅值，频率为1000HZ，幅值为2.395V. 第 12 页 共 15 页 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 图三对应仿真图（100HZ) 当电容C3和C4取最大值9nF时，总电容为10nF,通过仿真图可以读出频率与幅值，频率为100HZ,幅值为2.3
5、95V 第五章 结论及误差分析 针对题目对频率及幅值的要求，最终把图三当做设计电路，可以达到频率为100HZ到1000HZ的要求，幅值基本在2.5V左右。由于在图三计算时，忽略了流经二极管D2的电流，所以导致了误差的产生，虽然由此Vom3(1+R8/R7)VD2(ON)+VS/(2R8/R7-1),解得R8/R7=49.6/2.9,所以取R8=49.6KW，R7=2.9KW.仍然有误差，| 第 13 页 共 15 页 2.395-2.52.5|10000=4.200，在误差允许范围内。 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 心得体会 经历了短短五天的课程设计，我觉得自己收获了不少。在过去
6、的学习中，我们学到的都是专业理论知识，而现在课程设计就是专业知识的综合运用。通过这次的课程设计，我深深地体会到，做任何事情都必须耐心细致，高度负责，认真对待。在设计的过程中，也遇到了一些问题，经过一遍一遍修改电路，查出原因所在，这也暴露出在前期的学习过程中学习的基础知识不扎实，通过这次课程设计，知道了如何提高电路的性能等等，通过查询资料，也了解了正弦波产生方法。从理论到实践，在这段日子里，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。我还懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，
7、从理论中得出结论，提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到了许多问题，但最终都是通过自己的努力解决了问题。此次设计也让我明白了有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，不要一味自己琢磨，多与他人交流，避免做无用功。只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识。另外，在这次的课程设计中，我还学会了应用Multisim软件绘制电路图以及进行模拟仿真，这也是一个重要的收获。 第 14 页 共 15 页 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 参考文献 1、基于运算放大和模拟集成电路的电路设计 赛尔吉欧.佛郎哥 著 刘树棠 朱茂林 荣玟 译 西安交通大学出版社 2、模拟电子技术 康华光主编 高等教育出版社 3、电路理论 邱关源主编 高等教育出版社 4、数字电子技术 阎石主编 高等教育出版社 第 15 页 共 15 页
