課程設計(**)
學院名稱電氣工程學院
指導教師
職稱班級
學號學生姓名
2023年 10 月 10 日
南華大學
課程設計（**）任務書
學院： 電氣工程學院
題目： 簡易正弦訊號發生器設計
起止時間：2023年9月10日至 2023年10月10日
學生姓名
專業班級
指導教師
教研室主任
院長2016 年 10 月 10 日
摘要：移相式正弦波發生器電路，其頻率穩定度通過實際測試為0.002%。
該電路價效比高，用很便宜的幾個元件在很寬的頻段內，實現頻率連續可調。移相式正弦波發生器是由rc超前或滯後移相反饋網路和反向放大器組成，常用於產生低頻正弦訊號。rc與運放構成的反饋網路包含180°相移，與負反饋放大器正好在該頻率上構成正反饋，滿足振盪的相位平衡條件，同時使放大器閉環增益大於1，即滿足振盪的振幅平衡條件，就能在輸出端得到正弦波振盪訊號。
關鍵詞： 移相式正弦波發生器；頻率可調；正反饋
abstract: phase-shifted sine w**e generator circuit, the frequency stability through the actual test of 0.002%.
the circuit cost-effective, very cheap with a few components in a very wide frequency band, to achieve continuous adjustable frequency. phase-shifted sine w**e generator is composed of rc lead or lag phase-shifted feedback network and reverse amplifier, commonly used to generate low-frequency sinusoidal signal. the feedback network composed of rc and op amp consists of 180 ° phase shift, and the negative feedback amplifier forms the positive feedback exactly at the frequency, which satisfies the phase balance condition of oscillation, and makes the amplifier closed-loop gain greater than 1, which satisfies the oscillation amplitude balance condition.
a sine w**e oscillation signal can be obtained at the output terminal.
key words: phase - shifted sine w**e generator; frequency adjustable; positive feedback
目錄任務書 i
中文摘要 iv
英文摘要 v
1. 緒論 1
2. multisim軟體介紹 1
3. 設計要求 2
3.1設計要求 2
3.2 技術指標 2
4. 方案設計與論證 2
4.1設計思想 2
4.2 總體方案 3
5. 設計原理及電路圖 3
5.1 設計原理 3
5.2 **電路圖 5
6. 軟體**與硬體除錯 5
6.1 軟體** 5
6.2 硬體除錯 7
7. 收穫與體會 8
8. 參考文獻 9
9. 附錄：實物圖 10
正弦訊號源在實驗室和電子工程設計中有著十分重要的作用，正弦訊號主要用於測量電路和系統的頻率特性、非線性失真、增益及靈敏度等。按頻率覆蓋範圍分為低頻訊號發生器、高頻訊號發生器和微波訊號發生器;按輸出電平可調節範圍和穩定度分為簡易訊號發生器(即訊號源)、標準訊號發生器(輸出功率能準確地衰減到-100分貝毫瓦以下)和功率訊號發生器(輸出功率達數十毫瓦以上);按頻率改變的方式分為調諧式訊號發生器、掃頻式訊號發生器、程式控制式訊號發生器和頻率合成式訊號發生器等。
正弦訊號是一種頻率成分最為單一的常見訊號源，任何復雜訊號(例如聲音頻號)都可以通過傅利葉變換分解為許多頻率不同、幅度不等的正弦訊號的疊加，它的應用領域很廣範。
正弦訊號發生器廣泛地應用在電子技術試驗、自動控制系統和通訊、儀器儀表、控制等領域的訊號處理系統中及其他機械、電聲、水聲及生物等科研領域。
multisim軟體是乙個專門用於電子線路**與設計的 eda 工具軟體。作為 windows 下執行的個人桌面電子設計工具， multisim 是乙個完整的整合化設計環境。multisim計算機**與虛擬儀器技術可以很好地解決理論教學與實際動手實驗相脫節的這一問題。
學生可以很方便地把剛剛學到的理論知識用計算機**真實的再現出來，並且可以用虛擬儀器技術創造出真正屬於自己的儀表。
multisim軟體特點：
(1) 直觀的圖形介面
(2) 豐富的元器件庫
(3) 豐富的測試儀器
(4) 完備的分析手段
(5) 強大的**能力
multisim整個操作介面就像乙個電子實驗工作台，繪製電路所需的元器件和**所需的測試儀器均可直接拖放到螢幕上，輕點滑鼠可用導線將它們連線起來，軟體儀器的控制面板和操作方式都與實物相似，測量資料、波形和特性曲線如同在真實儀器上看到的一樣。multisim 既可對模擬電路或數位電路分別進行**，也可進行數模混合**，尤其是新增了射頻(rf) 電路的**功能。**失敗時會顯示出錯資訊、提示可能出錯的原因，**結果可隨時儲存和列印。
（1）採用分立元件或者整合元件模組完成簡易正弦訊號發生器原理圖設計
（2）完成原理圖**(可選用multisim)
（3）完成實物製作
輸入直流電壓：e=±15v
輸出正弦波最大峰-峰值：vpp=14v～20v
輸出正弦波頻率：0.7hz～7khz連續可調
輸出正弦波峰-峰值可調
4.1 設計思想
圖4.1 正弦波發生器設計框圖
圖4.2 正弦波振盪電路示意圖
4.2 總體方案
方案一：
rc移相式振盪器產生正弦波，它具有電路簡單，經濟方便等優點。在加入電位器的情況下能夠實現頻率連續可調，輸出幅值可調，且穩定性較高。其振盪頻率是=1/2π6rc。
方案二：
rc串並聯文氏橋振盪電路產生正弦波，它的電路振盪頻率為=1/2πrc；起振條件是||3；電路特點：能連續改變振盪頻率，便於加負反饋穩幅，振盪波西公尺穩定不失真。
方案三：
雙t選頻網路振盪電路，電路的振盪頻率=1/5rc,起振條件是r/2，|a|3;電路特點是：頻率特性好，調頻比較困難，適於產生單一頻率的振盪。
5.1 設計原理
產生正弦波自激振盪的平衡條件：
實質上，只要電路中的反饋是正反饋，相位平衡條件就一定滿足，這是由電路結構決定的，而幅度平衡條件則是由電路引數決定的，當環路增益af=1時，電路產生等幅振盪；af1時，產生減幅振盪；af1時，電路產生增幅振盪。
選頻特性：
在振盪電路中，當放大電路或正反饋網路具有選頻特性時，電路才能輸出所需頻率的正弦訊號。即在電路的選頻特性作用下，只有頻率為的正弦訊號才能滿足振盪條件。
穩幅措施：
如果振盪電路滿足起振條件，在接通直流電源後，它的輸出訊號將隨時間的推移逐漸增大。當輸出訊號幅值達到一定程度後，放大環節的非線性器件接近甚至進入飽和或截止區，這時放大電路的增益a將會逐漸下降，直到滿足平衡條件af=1，輸出辛哈將不會再增大，從而形成等幅振盪。這就是放大電路中的非線性器件穩幅的原理。
由於放大電路進入非線性區後，訊號幅度才能穩定，所以輸出訊號必然會產生非線性失真（削波）。為了改善輸出訊號的非線性失真，常常在放大電路中設定非線性負反饋網路（如，半導體二極體等），使放大電路未進入非線性區時，電路滿足幅度平衡條件（af = 1），維持等幅振盪輸出。這是一種比較好的穩幅措施。
圖5.1 穩幅非線性負反饋網路
正弦波訊號發生器的分析方法：
（1） 檢查電路的組成，檢查電路是否同時具備放大、反饋、選頻和穩幅環節。
（2） 分析放大電路是否能正常工作
對分立元件電路，首先估計放大電路靜態工作點是否合適，其次分析交流通路是否能正常傳遞訊號，對整合運放檢查輸入端是否有直流通路。
（3） 分析電路自激振盪的條件是，首先判斷相位條件，其次是判斷幅度條件。
相位條件的判別就是判別電路中的反饋是否是正反饋。具體方法是從振盪電路的輸出尋找反饋網路，在反饋網路的輸出與基本放大電路的輸入端處斷開反饋環，在斷開處給放大電路施加一假想的訊號，用瞬時法判別反饋極性。若反饋為正反饋，電路滿足相位條件，有可能產生振盪，否則不會產生振盪。
簡易訊號發生器設計製作
一 訓練目的 1 掌握正弦波 三角波 矩形波和方波發生電路的工作原理 2 學會正弦波 三角波 矩形波和方波發生電路的設計方法 3 進一步熟悉電子線路的安裝 除錯 測試方法。二 工作原理 正弦波 三角板 矩形波是電子電路中常用的測試訊號，如測試放大器的增益 通頻帶等均要用到正弦訊號作為測試訊號。下面分...
正弦訊號發生器設計方案
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數字正弦訊號發生器的設計
內容提要 本系統由fpga 微控制器控制模組 鍵盤 lcd液晶顯示屏 dac輸出電路和末級放大電路構成。僅用單片fpga就實現了直接數字頻率合成技術 dds 產生穩幅正弦波，並在數字域實現了am fm ask psk等四類調製訊號。調製訊號既可由使用者輸入引數由fpga內部生成，也可以從外部輸入。整...