信号与系统课程设计--信号发生器的设计与实现

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1、 信号与系统信号与系统 课程设计报告课程设计报告 学院学院 电气与电子工程学院电气与电子工程学院 班级班级 学号学号 姓名姓名 信号发生器的设计与实现 一一.概述 信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号 和随机信号发生器等四大类。信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形 曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波） 、正弦波的电路被称 为函数信号发生器。 二.设计要求 自已设计电路系统，构成信号发生器，要求能产生三种以上的信号。 （可以一种电路产生多种信号，

2、也可以由不同 电路产生不同信号） 。利用 Matlab 或 PSPICE 或 PROTEL 或其他软件仿真。 三.相关原理 1. RC 正弦波振荡电路 常见的 RC 正弦波振荡电路是 RC 串并联式正弦波振荡电路，它又被称为文氏桥正弦波振荡电路。 文氏电桥是利用电阻与电容作为回授的一种电桥型振荡器， 工作频率可达约几 MHz 左右。 将输出接至一电阻 （R3） 与电容（C1）串联之电抗（XS）串接一电阻（R4）与电容（C2）并联之电抗（XP），再将 XP之电压回授至输入端， 此方式称为韦恩桥式震荡器.。 Xs=R4 - jXc1 XP = R3/JXc2 = jXC2 R3 jXC2 - R3

3、 回馈电路如下： PS P XX X s )( 232314 23 )(CCC C jXRjXRjXR jXR )()(2143231324 23 CCCCC C XXRRjXRXRXR XR 利用巴克豪生准则，震荡时虚部为零，增益为 1。 故虚部之2143CCXXRR； 回路增益1 231324 23 A XRXRXR XR A CCC C 若RRR43；XXcXc21，则 3 1 增益必须为3A始可满足振荡之要求。振荡频率为： RC f 2 1 0。 2.振荡电路 三点式振荡电路是指三极管的三个极（对于交流信号）分别与LC谐振回路的三个端点直接相接的振荡电路。这 种电路的一般结构如图 Z0

4、804 所示。图中 X 表示组成谐振回路各元件的电抗。 谐振回路是由电感和电容两种不同性质的电抗元件组感的，谐振时，其等效阻抗呈纯电阻性，因此总电抗 必然为零，即X1 +X2 + X3 = 0，而且，共射放大电路的输出电压 （图中为UC）与输入电压（图中为Ub） 反相，即A =。为了满足振荡的相位平衡条件，即A + F = 2n，则要求F =，即反馈网络必须有 180 的相移。设回路电流为 ，由图可以得到 显然，只有X1 与X2 同号时才能满足F =，也就是说，X1 与X2 只有电抗性质相同时（同为电感或同为电 容），才满足相位平衡条件。又因为X1 + X2 + X3 = 0，所以X3 与X1、X2 性质必须相反，即若X1、X2 为电感， 则X3 必须是电容。 综上所述，构成三点式振荡电路的原则是X1 与X2 性质相同，而X3 则与它们的性质相反。可概括为“射同基 （集）反“即与射极相连的两个电抗元件的性质相同，与基极（或集电极）相连的两个电抗元件的性质相