归一化电路元件值?K?? Q 5 电路元件 R1R2R3增益 1 2 4 6 8 10 7.9580.16215.9153.9790.16615.9151.9890.17315.9151.3260.18115.9150.9950.18915.9150.7960.19915.91510 R1R2R3 15.9150.08031.831 7.9580.08031.831 3.0790.08131.831 2.6350.08231.831 1.9890.08331.831 1.5920.08431.831 表1-2 无限增益多路反馈电路参数选择表
参数选择如下:
Av?8Q?10R1?1.989K? R2?83?R3?31.831K?仿真的电路图如下图所示:
图15 无限增益多路反馈电路(带通滤波器)
对电路进行波形仿真时发现,当接入一个波形发生器进行测试的时候,输出的波形不会随着输入信号的频率变化而变化,始终为17KHz左右,于是想到没有接输入信号,直接查看输入端和输出端的波形,结果如下:
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图16 无限增益多路反馈电路的自激振荡仿真波形
仿真的波形图中上面的波形是A端,即输入端的波形,下面的波形是输出端的波形,两个探针A/B分别放在输入和输出端。这里没有输入的信号,输出却稳定在将近18KHz,可知电路产生了自激震荡。
对电路进行改进,重新选取参数
Q?5Av?10R1?0.796K?R2?200?R3?16K?C?R1?R28?103?200?2R1R2R3w08?103?200?16?103?2??27?103
??2?3.6nF 对电路的波形进行仿真,发现峰峰值比较小,与实验要求差距较大,由
2w0?R3R1?R2,A??,可知,缩小R1的值会使放大倍数Av增大,而且对通带的中心vR1R2R3C22R1频率w0影响也较小。电容值取实验室有的电容C?3.3nF。改进后的电路图如下所示
图17 改进后的无限增益多路反馈电路
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对电路进行仿真,查看仿真出的波形结果如下图,由波形可以知道该电路产生的三次正弦波的频率是满足实验要求的,但是峰峰值没有达到要求的9V。两个波形的峰峰值单位分别是1V/Div和5V/Div
图18 三次正弦波仿真波形
4 原理总图
图19 总体方框图
5 元器件清单
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表1-3 元器件清单
序号123456789101112131415161718名称型号参数555定时器NE555四运放LM324LM324电容0.01uf电容3.3nf电容1nf电阻10k电阻1k电阻6k电阻0.6k电阻20k电阻2k电阻0.2k电阻0.162k电阻16k电阻3.3k电阻6.8k电阻35k电位器2k数量132316111221111111备注 6 调试过程及测试数据(或者仿真结果)
为使电路便于调试我们采用分块调试的方法。 6.1 通电前检查
电路安装完毕后,经检查电路各部分接线正确,电源、元器件之间无短路,器件无接 错现象。 6.2 仿真结果
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图20 总体仿真波形图
6.3实验结果分析
观察示波器上显示波形,可以看出方波和锯齿波以及正弦波波形良好,没有失真现象,达到了课题的要求。
7 小结
本次实验时间较长,在仿真设计电路的阶段占了很大一部分时间,拖慢了实验进度。在电路仿真设计中,开始没有选取实验要求使用的LM324运放,导致在设计无限增益多路反馈电路时出现了自激振荡而找不到具体的原因。掌握了单电源的使用方法,以及对单电源电路的参数选择,以及尽量减小单电源偏执电路对原电路影响的方法。了解了运放的型号不同,参数会有所不同,会很大地影响电路仿真的结果。在实际电路的制作过程中,因为电阻、电容值的误差,实际需要进行参数的再次调整,而且有些电路焊接的影响在电路仿真阶段是无法预知的。
8 体会
通过这次课设使我学到了很新的东西,知道了怎样去设计电路、调试电路以及对电路进行修正,体会到了理论与实践的差异。课程设计虽然有点难.但是确实能锻炼我们对知识的掌握以及运用理论指实践的能力。当我一着手清理自己的设计成果,一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消.虽然这是我刚学会走完的第一步,也是人生的一点小小的胜利,然而它令我感到自己成熟的许多,通过课程设计,使我深体会到,干任何事都必须耐心,细致.通过这次课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力,同时也是我们懂得
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小心谨慎的重要性。
参 考 文 献
【1】阎石.数学电子技术基础.清华大学.高等教育出版社.2006
【2】康华光.电子技术基础(模拟部分).华中科技大学. 高等教育出版社.2006 【3】马全喜.电子元器件与电子实习.机械工业出版社.2006
【4】何杜成、袁跃进.电机-光电显示-改进应用电路.山东科学技术出版社.2007 【5】李志健. 数字电子技术基础实验任务书.陕西科技大学教务处.2007 【6】杨刚、周群.电子系统设计与实践.电子工业出版社.2004
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