模拟电子课程设计---RC串并联网络振荡电路和矩形波发生电路的设计

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1、 1 第一部分 模拟电子课程设计 1 目录目录 1 课程设计的目的与作用 . 1 1.1 设计目的：主要任务及设计思想 1 1.2 设计作用 1 1.2.1 RC 串并联网络振荡电路. 1 1.2.2 矩形波发生电路 1 2 设计任务及所用 multisim 软件环境介绍. 1 2.1 设计任务 1 2.2 Multisim 软件环境介绍： 2 3 电路模型的建立 . 2 3 .1RC 串并联网络振荡电路. 2 3 .2 矩形波发生电路 2 4 理论分析及计算 . 3 4 .1 理 RC 串并联网络振荡电路论分析及计算 3 4 .2 矩形波发生电路 4 5 仿真结果分析 . 4 5 .1RC

2、串并联网络振荡电路. 4 5 .2 矩形波发生电路 4 6 设计总结和体会 . 5 7 参考文献. . 5 1 1 课程设计的目的与作用课程设计的目的与作用 1.1 设计目的、主要任务及设计思想设计目的、主要任务及设计思想 根据设计要求完成对的设计，进 RC 串并联网络振荡电路和矩形波发生电路 的设计，进一步加强对模拟电子技术的理解。了解振荡电路的工作原理，掌握外 围电路设计与主要性能参数的测试方法。 1.2 设计作用设计作用 1.2.1. RC 串并联网络振荡电路 又称文氏电桥振荡电路，其抗干扰能力强，如果输入电压受到干扰或噪声的影 响，在门限电平上下波动，而输出电压不会在高、低两个电平间反

3、复的跳动。 1.2.2.矩形波发生电路：在实际工作中，有时需要检测输入模拟信号的电平是否 处在两个给定的电平之间，此时要求比较器有两个门限电平，这种比较器称为双 限比较器。 2 设计任务及所用设计任务及所用 multisim 软件环境介绍软件环境介绍 2.1 设计任务：设计任务： 使学生初步了解和掌握矩 RC 串并联网络振荡电路和形波发生电路的设计、 调试过程，能进一步巩固课堂上学到的理论知识，了解 RC 串并联网络振荡电路 和矩形波发生电路的工作原理 2 2.2 Multisim 软件环境介绍：软件环境介绍： Multisim 是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以 Windows 为基础的

4、仿真 工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形 输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。 3 电路模型的建立电路模型的建立 3.1. RC 串并联网络振荡电路 图 1 RC 串并联网络振荡电路的仿真模型 3.2.矩形波发生电路 3 4 理论分析及计算理论分析及计算 4.1RC 串并联网络振荡电路 输入电压 uI经电阻 R1加在集成运放的反向输入端，参考电压 UREF经电阻 R2 接在同向输入端，此外从输入端通过电阻 RF引回同向输入端。电阻 R 和背靠背 稳压管 VDZ 的作用是限幅，将输出电压的幅度限制在+-UZ。 利用叠加原理可求得同向输入端的

5、电位为 :u+=（RF/(R2+RF)UREF+(R2/(R2+RF)u0 REF F F U RR R u 2 (1) (2) 若原来 u0=+UZ， 当 uI 逐渐增大时， 使 u0 从+UZ 跳变为-UZ 所需的门限电平 用 UT+表示，由上式知 UT+=（RF/(R2+RF)UREF+(R2/(R2+RF)UZ O F REF F F U RR R U RR R u 2 2 2 4 若原来的 u0=-UZ，当 uI 逐渐减小，使 u0 从-UZ 跳变为+UZ 所需的门限电平 用 UT-表示，则 UT-=（RF/(R2+RF)UREF-(R2/(R2+RF)UZ 由 RF=30kOhm,

6、R2=20kOhm,UREF=6V,带入以上公式可以得到，UT+=5V， UT-=2V， 即当 uI 增大时， 在 uI=5V 时 u0 发生跳变， 而当 uI 减小时， 则在 u0=2V 时发生跳变。输出波形为矩形波 4.2 矩形波发生电路 电路中有两个集成运放 A1 和 A2，输入电压 uI 各通过一个电阻 R 分别接到 A1 的同相输入端和 A2 的反相输入端，两个参考电压 UREF1 和 UREF2 分别加 在 A1 的反相输入端和 A2 的同相输入端，其中 UREF1UREF2,A1 和 A2 的输入 端各通过一个二极管，然后连接在一起，作为双限比较器的输出端。 如果 uIUREF1,则 A1 输出高电平，A2 输出低电平，此时二极管 VD1 导通， VD2 截止，输出电压 u0 也为高电平。 只有当 UREF2uIUREF1 时， 集成运放 A1 和 A2 均输出低电平， 二极管 VD1 和 VD2 均截止，则输出电压 u0 为低电平。 可见，这种比较器有两个门限电平：上门限电平 UTH 和下门限电平 UTL。 在本电路中，U