稳幅文氏电桥正弦波发生器
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文氏桥稳幅电路是一种模拟电路,用于将输入信号的幅值稳定在一个恒定的水平。
该电路包括一个文氏桥(也称为差分放大器),一个稳幅器和一个反馈回路。
文氏桥由两个差分放大器组成,它们的输出被相减并放大。
该桥可测量输入信号与参考信号之间的差异,并根据这些差异产生一个控制信号。
稳幅器通常是一个非线性电路,它通过对输入信号进行限幅来实现稳幅。
稳幅器的输出信号通过反馈回路送回到文氏桥,以调整文氏桥的增益,从而使稳幅器产生的输出信号保持在恒定的水平。
总之,文氏桥稳幅电路利用差分放大器、稳幅器和反馈回路来稳定输入信号的幅值。
这种电路常用于测量和控制应用中,例如传感器信号的放大、噪声滤波和自动增益控制等方面。
文氏电桥振荡器的工作原理
文氏电桥振荡器是一种基于电桥平衡的振荡器电路,常用于产生稳定的正弦波信号。
其工作原理如下:
1. 电桥平衡状态
文氏电桥振荡器的基本原理是利用电桥的平衡状态来产生振荡。
电桥是由两个电阻和两个电容组成的电路,当电桥平衡时,电路中的电流为零。
为了产生振荡,需要在电桥中加入一个外部信号源,如一个交流电源或一个射频信号。
2. 振荡过程
当电桥中加入外部信号源后,电桥的平衡状态会被打破,电桥中的电流不再为零。
这个电流会通过电桥中的电阻和电容产生电压,从而改变电桥的平衡状态。
如果电桥中的电阻和电容的值可以使得电桥再次达到平衡状态,那么就可以产生稳定的振荡。
在文氏电桥振荡器中,通常使用两个可变电阻和两个固定电容组成电桥。
当电桥平衡时,振荡器处于稳态。
当加入一个外部信号源后,电桥会失去平衡,产生电流。
这个电流会通过电桥中的电阻和电容产生电压,从而改变电桥的平衡状态。
如果电桥中的电阻和电容的值可以使得电桥再次达到平衡状态,那么就可以产生稳定的振荡。
3. 输出信号
文氏电桥振荡器产生的输出信号为正弦波,其频率由电桥中的电容和电阻的值决定。
在振荡过程中,电桥的平衡状态会不断被打破和重新建立,从而产生周期性的电流和电压波动,最终形成稳定的正弦波输出信号。
综上所述,文氏电桥振荡器的工作原理基于电桥平衡状态和振荡过程,利用电桥中的电阻和电容的值来产生稳定的正弦波信号。
*课程设计报告题目:文氏电桥正弦波振荡学生姓名:**学生学号:***系别:电气信息工程学院专业:通信工程届别:2014届指导教师:**电气信息工程学院制2013年5月文氏电桥正弦波振荡学生:**指导教师:**电气信息工程学院通信工程专业1 课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务1. 培养理论联系实际的正确设计思想,训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。
2. 学习较复杂的电子系统设计的一般方法,提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力,由学生自行设计、自行制作和自行调试。
3. 进行基本技能训练,如基本仪器仪表的使用,常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力,掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。
1.2 课程设计的要求(1)熟悉multisim的使用方法,掌握文氏电桥正弦波振荡原理,以此为基础在软件中画出电路图。
(2)绘制出文氏电桥正弦波振荡的波形,观察其波形,通过对分析结果来加强对其原理的理解。
(3)在老师的指导下,独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程设计论文,文中能正确阐述和分析设计和实验结果。
1.3 课程设计的研究基础(设计所用的基础理论)以文氏电桥正弦波振荡电路仿真为例,分析了基本及稳幅文氏电桥正弦波发生器的特点,并采用Multisim 10软件对文氏电桥正弦波发生器进行了仿真,仿真结果与理论分析结果一致。
软件仿真在课堂教学、电路设计、及实验教学中的应用,使得课堂教学信息量饱满,设计、实验变得轻松,使教学的效果得到提升,在教学领域具有重要的推广、应用价值。
在自控、测量、无线电通讯、测量等技术领域中,需用到波形发生器,较常用的是正弦波振荡器和多谐振荡器两大类。
采用Multisim10仿真软件对正弦波振荡器进行仿真,该软件是NI 公司下属的Electronics WorkbenchGroup 发布的交互式SPICE 仿真和电路分析的软件。
正弦波函数发生器1. 概述正弦波函数发生器是一种用于产生正弦波信号的电子设备。
它广泛应用于科学实验、工程设计、音频处理和通信系统等领域。
本文档将介绍正弦波函数发生器的原理、工作方式以及常见的应用场景。
2. 原理正弦波函数发生器的工作原理是基于振荡电路。
它使用一个反馈回路来产生一个稳定的、恒定频率的正弦波信号。
常见的正弦波函数发生器采用RC振荡电路或LC振荡电路来实现。
RC振荡电路使用了电容和电阻的组合,LC振荡电路则使用了电感和电容的组合。
在RC振荡电路中,电容和电阻的数值决定了振荡的频率,并通过反馈控制信号的幅度和相位。
LC振荡电路则利用电感和电容之间的振荡来产生正弦波信号。
3. 工作方式正弦波函数发生器通常由以下几个主要组件组成:3.1 振荡电路振荡电路是正弦波函数发生器的核心部分。
它负责产生稳定的正弦波信号。
根据不同的设计,可选择使用RC振荡电路或LC振荡电路。
3.2 控制电路控制电路用于调节振荡电路中的参数,例如频率、幅度和相位等。
通过调节电路中的元件数值,可以改变输出信号的特性。
3.3 输出接口输出接口连接正弦波函数发生器与其他设备或系统。
它可以是模拟接口(例如BNC连接器)或数字接口(例如USB接口),以便与其他设备进行数据传输或信号处理。
4. 应用场景正弦波函数发生器在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:4.1 科学实验正弦波函数发生器在科学实验中常用于模拟信号源。
通过调节频率、幅度和相位等参数,可以模拟各种信号,例如声音、光线等,从而进行各种实验研究。
4.2 工程设计在工程设计中,正弦波函数发生器广泛用于测试和测量电路的响应和性能。
它可以生成具有不同频率和幅度的信号,以验证电路的工作范围和准确性。
4.3 音频处理正弦波函数发生器经常用于音频处理和音频设备的测试。
它可以产生不同频率的声音,用于频率响应测试、声音合成和音频效果的调试等。
4.4 通信系统在通信系统中,正弦波函数发生器用于模拟信号源,以测试和验证通信设备的性能和稳定性。
*课程设计报告题目:文氏电桥正弦波振荡学生姓名:**学生学号:***系别:电气信息工程学院专业:通信工程届别:2014届指导教师:**电气信息工程学院制2013年5月文氏电桥正弦波振荡学生:**指导教师:**电气信息工程学院通信工程专业1 课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务1. 培养理论联系实际的正确设计思想,训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。
2. 学习较复杂的电子系统设计的一般方法,提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力,由学生自行设计、自行制作和自行调试。
3. 进行基本技能训练,如基本仪器仪表的使用,常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力,掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。
1.2 课程设计的要求(1)熟悉multisim的使用方法,掌握文氏电桥正弦波振荡原理,以此为基础在软件中画出电路图。
(2)绘制出文氏电桥正弦波振荡的波形,观察其波形,通过对分析结果来加强对其原理的理解。
(3)在老师的指导下,独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程设计论文,文中能正确阐述和分析设计和实验结果。
1.3 课程设计的研究基础(设计所用的基础理论)以文氏电桥正弦波振荡电路仿真为例,分析了基本及稳幅文氏电桥正弦波发生器的特点,并采用Multisim 10软件对文氏电桥正弦波发生器进行了仿真,仿真结果与理论分析结果一致。
软件仿真在课堂教学、电路设计、及实验教学中的应用,使得课堂教学信息量饱满,设计、实验变得轻松,使教学的效果得到提升,在教学领域具有重要的推广、应用价值。
在自控、测量、无线电通讯、测量等技术领域中,需用到波形发生器,较常用的是正弦波振荡器和多谐振荡器两大类。
采用Multisim10仿真软件对正弦波振荡器进行仿真,该软件是NI 公司下属的Electronics WorkbenchGroup 发布的交互式SPICE 仿真和电路分析的软件。
正弦波发生器原理
正弦波发生器是一种电路或设备,用于产生正弦波形信号。
正弦波是一种周期性变化的信号,其特点是振幅恒定,频率固定且具有相位差。
正弦波发生器的基本原理是利用滤波电路和反馈电路来产生稳定的正弦波信号。
其主要由以下几个组件构成:
1. 振荡电路:用于产生基本的振荡信号。
其中包括一个放大器和一个反馈电路。
2. 反馈电路:反馈电路将输出信号的一部分送回输入端,以实现振荡电路的自激振荡。
反馈电路通常由一个电容和一个电阻组成。
3. 滤波电路:用于过滤掉振荡电路中不需要的高频成分,使得输出信号更接近于理想的正弦波。
常见的滤波电路包括RC滤波器和LC滤波器。
4. 放大器:放大器用于放大振荡电路产生的信号,以满足正弦波发生器的输出要求。
常见的放大器包括运算放大器和晶体管放大器。
在正弦波发生器中,振荡电路产生基本的振荡信号,然后通过反馈电路将一部分信号返回到输入端,使振荡电路自激振荡。
接下来,振荡信号经过滤波电路,滤除高频成分,得到更接近理想正弦波的输出。
最后,输出信号经过放大器进行放大,使
其达到设定的振幅。
通过以上的工作原理,正弦波发生器可以产生稳定、准确的正弦波信号,被广泛应用于各种仪器仪表、通信系统和音频设备中。
文氏桥rc正弦波产生电路设计搭建的电路以文氏桥RC正弦波产生电路设计搭建的电路为标题文氏桥(Wien Bridge)是一种常用的RC正弦波产生电路,它能够产生稳定而纯净的正弦波信号。
本文将介绍文氏桥RC正弦波产生电路的设计搭建过程。
一、电路原理介绍文氏桥RC正弦波产生电路的基本原理是利用RC网络对输入的方波进行滤波,使其逐渐接近正弦波。
文氏桥电路由一个反馈网络和一个比较网络组成。
反馈网络由两个电阻R1和R2以及一个电容C1组成,比较网络由一个电阻R3和一个电容C2组成。
其中,电阻R1和R2构成一个电压分压网络,电容C1和C2构成一个相移网络。
二、电路设计步骤1. 确定频率范围:首先需要确定所需产生正弦波信号的频率范围。
根据频率范围的确定,选择合适的电容和电阻数值。
2. 选择电容和电阻数值:根据所选择的频率范围,可以利用公式f=1/(2πR C)计算所需电容和电阻的数值。
其中,f为所需频率,R 为电阻,C为电容。
3. 搭建电路:根据电路原理和所选择的电容和电阻数值,搭建文氏桥RC正弦波产生电路。
将电容和电阻按照电路图连接起来,注意连接的正确性和稳固性。
4. 调节电路:连接好电路后,可以通过调节电阻的数值来调整输出的正弦波频率。
通过示波器等测试仪器观察输出波形,并根据需要进行微调。
5. 优化电路:在实际搭建过程中,可能出现一些问题,如输出波形失真、频率不稳定等。
这时可以根据具体情况对电路进行优化,如增加补偿电路、调整电容和电阻数值等。
三、电路搭建注意事项1. 选择合适的元器件:选择质量可靠的电容和电阻,以保证电路的稳定性和长期可靠运行。
2. 保持电路清洁:搭建电路时,要确保电路板和元器件的清洁,避免灰尘和杂质的影响。
3. 避免干扰:将电路放置在较为稳定的环境中,避免外部干扰对电路产生影响。
4. 注意接线:在连接电路时,要注意接线的正确性和稳固性,避免松动接触不良。
四、电路应用领域文氏桥RC正弦波产生电路广泛应用于科研实验、仪器仪表、音频处理等领域。
目录第1章总体方案与精度设计 (2)1.1不同方案分析与比对 (2)1.2精度设计 (3)1.3传感器设计 (3)1.4小结 (12)第2章电路设计与调试 (13)2.1 电路设计 (13)2.1.1 总体电路结构 (13)2.1.2 正弦波发生器设计 (13)2.1.3 方波发生器设计 (15)2.1.4 相敏检波电路设计 (16)2.1.5 低通滤波器的设计 (17)2.2 电路仿真 (17)2.2.1 正弦波发生器仿真电路 (17)2.2.2 方波发生器电路仿真 (18)2.2.3 相敏检波电路仿真 (19)2.2.4 总体电路仿真 (21)2.2.5 设计pcb图 (22)2.3 电路焊接与调试 (22)2.4 小结 (23)第3章系统的标定与测量 (24)3.1 系统的标定 (24)3.2 实际测量实验 (25)3.2.1 传感器静态特性的标定 (25)3.2.2 传感器动态特性的标定 (25)3.3 小结 (27)总结 (27)参考文献 (28)1第1章总体方案与精度设计1.1不同方案分析与比对传感器中将位移传感器分为线位移和角位移两类,这是按照位移的特征分的。
位移传感器就是测量空间中距离的大小,线位移就是在一条线上移动的长度,角位移就是转动的角度。
课程设计中设计的是线位移传感器,测量正负10mm范围,测量精度为2.0级。
线位移按原理分主要有电阻式、电容式、电感式、变压器式、电涡流式、激光式等等。
电阻、电容、电感式主要用来测量小位移,变压器式主要用于测量中位移,大的位移测量一般用电位器式,对于精度要求高的场合,则需要选择激光式。
电容式位移传感器是把位移的变化换做电容的变化进行制作的。
对于震动频率很高的环境条件下,最适合选用这种类型的传感器。
它具有灵敏度高、能实现非接触量的测量,而且可以在恶劣的场合下工作。
它也有一些缺点,比如对连接线缆有很高的要求,要有屏蔽性能;而且最好选用高频电源用来供电。
目录第1章摘要 (2)第2章引言 (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 (4)第4章参数设计及运算 (5)4.1 结构设计 (6)4.2 参数计算 (7)第5章结论 (9)心得体会 (11)参考文献 (11)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2.5V以内。
第2章引言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和正交振荡器。
第3章基本原理3.1 基本文氏振荡器基本文氏电桥反馈型振荡电路如图1所示,它由放大器即运算放大器与具有频率选择性的反馈网络构成,施加正反馈就产生振荡。
运算放大器施加负反馈就为放大电路的工作方式,施加正反馈就为振荡电路的工作方式。
图中电路既应用了经由R3和R4的负反馈,也应用了经由串并联RC网络的正反馈。
电路的特性行为取决于是正反馈还是负反馈占优势。
图1将这个电路看作一个同相放大器,它对V p 进行放大,其放大倍数为o 3p 4V R A 1V R ==+在这里为了简化我们假设运算放大器是理想的。
令,R 1=R 2=R,C 1=C 2=C 。
反过来,V p 是由运算放大器本身通过两个RC 网络产生的,其值为V P =[Z P /(Z P +Z 1)]V o 。
式中Z p =R ∥﹙1/j2πfC ﹚,Z 1/2s R j fCπ=+。
展开后可以得到()()o p 00V 1V 3//B jf j f f f f ==+-上式中01/2f fCπ=。
信号经过整个环路的总增益是()T jf AB=或者表示为()()34001/3//R R T jf j f f f f +=+-这是一个带通函数,因为它在高频和低频处均趋于零。
文氏电桥正弦波振荡电路文氏电桥正弦波振荡电路是一种基于反馈机制的电路,其具有稳定性高、频率精确等特点,被广泛应用于科学研究和工程实践中。
本文将从原理、电路设计、电路参数选择和实验结果等方面介绍文氏电桥正弦波振荡电路。
一、原理文氏电桥正弦波振荡电路的基本原理是利用反馈作用,使电路产生无衰减的振荡输出。
具体而言,电路中的电阻、电容和二极管等元件按一定的组合方式组成文氏电桥,而在桥路两侧则连有放大器,形成反馈回路。
在适当的条件下,电路会自动产生电流变化,进而输出一定频率的正弦波信号。
二、电路设计文氏电桥正弦波振荡电路的电路设计分为数个环节。
首先需要确定电路的振荡频率,然后根据频率选择合适的电容和电阻,进而计算桥路的元件数值。
接下来需要设计合适的反馈放大器电路,以及通过电压稳压电路来为电路提供稳定的电源。
最后将设计好的电路原理图转化为PCB电路板的布局和线路连接。
三、电路参数选择在具体的电路设计中,需要根据实际需要来确定电路元件的数值和参数。
一般而言,电路的振荡频率和输出幅度是最为重要的参数。
对于振荡频率而言,需要选择合适的电容和电阻来计算桥路的RC值。
同时还要考虑到放大器的增益和回路的稳定条件等问题。
对于输出幅度而言,则需要控制放大器的放大倍数和主反馈路径的电阻值等参数。
四、实验结果实验结果表明,文氏电桥正弦波振荡电路能够稳定产生一定频率的正弦波输出。
同时对于不同频率和不同电路参数的组合,电路的输出特性也不同。
实验中还可以通过调整电路参数和反馈路径来调制输出信号的相位和形状。
综合而言,文氏电桥正弦波振荡电路是一种基于反馈机制和RC 元件的电路,具有很多优良的特性。
在实际应用中,可以根据具体需求和实验条件进行合适的修改和调整,以产生更加稳定、精确和可控的信号输出。
一种新型文氏桥正弦波发生器的设计设计新型文氏桥正弦波发生器的过程可以分为以下几个步骤:理论研究、电路设计、电路实现、性能测试和结论总结。
下面将详细介绍每个步骤。
第一步是理论研究。
在设计新型文氏桥正弦波发生器之前,我们需要对文氏桥发生器的原理进行深入研究。
文氏桥是一种基于无源元件的非线性电路,通过调节合适的电压和电流,可以在输出端得到接近正弦波的波形。
我们需要分析文氏桥电路的数学模型、关键参数和频率特性,以及其优缺点。
第二步是电路设计。
在设计电路之前,我们需要明确设计要求,包括输出频率范围、输出幅度范围、失真要求等。
根据设计要求,选择合适的电路拓扑结构和元件,如文氏桥电容、电感和电阻等。
然后,根据文氏桥电路的数学模型,进行电路参数的计算和选择,确保电路能够满足设计要求。
接下来,进行电路仿真,验证电路的性能和波形是否符合设计要求。
第三步是电路实现。
在电路实现之前,需要进行元件的选购和电路的布局设计。
然后,按照设计电路原理图,开始焊接和组装电路板。
在焊接和组装过程中,需要注意元件的正确安装、连接的可靠性以及电路板的布局合理性。
完成焊接和组装后,进行电路的调试和优化,确保电路的正常工作。
第四步是性能测试。
在性能测试之前,需要准备合适的测试仪器,如示波器、信号源和频谱仪等。
首先,进行电路的基本性能测试,如输出频率范围、输出幅度范围和失真度等。
然后,进行波形测试和频率特性测试,比较测试结果与设计要求的差异,确定电路是否满足设计要求。
在测试过程中,还需要注意测量误差的控制和数据的准确性。
第五步是结论总结。
在结论总结中,需要对整个设计过程进行评估和总结。
评估设计的优点和不足之处,以及可能存在的改进空间。
总结设计的经验教训,并给出对未来相关研究方向的建议。
综上所述,设计新型文氏桥正弦波发生器需要进行理论研究、电路设计、电路实现、性能测试和结论总结等步骤。
通过这些步骤,可以确保设计的文氏桥正弦波发生器的性能和波形符合设计要求,并为相关研究和应用提供参考。
第2章 RC 正弦波振荡电路◆ 63 ◆ 较稳定的正弦波振荡。
如果将包含RC 串并联选频网络和放大器的负反馈电阻在内的总的反馈电路单独画出来(如图2.2.5),就可以看出它类似于RC 电桥,AB 和BE 两个桥臂构成串并联选频网络,另外两个桥臂AD 和DE 则由引入反馈的电阻RP 、R e 构成;电桥的两个端点A 、E 接到放大器的输出端,引回输出电压o U,电桥的另外两个端点B 、D 分别接到放大器输入级VT 1的基极和发射极,以提供放大器的输入信号,因此这种振荡器又称为文氏(Max Wien )电桥振荡器,其构成如图2.2.6所示。
图2.2.5 文氏电桥反馈电路 图2.2.6 文氏电桥振荡器的构成 为稳定文氏电桥振荡电路的振荡幅度,可以将反馈电阻换成负温度系数的热敏电阻,使之随着温度升高阻值减小,这样就能起到自动稳定振幅的作用。
因为一旦输出电压的幅度增大,流过热敏电阻的电流将会增加,电阻耗散功率增加导致电阻值减小,使负反馈强度增大,反过来使输出电压的幅值受到抑制。
此外,由于振荡器初使启动时,负温度系数的热敏电阻的阻值较大,负反馈强度减弱,放大器的放大倍数增大,整个振荡器也比较容易起振。
总之,采用负温度系数的热敏电阻以后,起到了自动稳定振荡幅度的作用。
由于RC 选频网络的选频特性远远不如LC 选频网络,所以RC 振荡器不能利用晶体管的非线性特性限制振幅的方法进行稳幅,这是因为晶体管进入非线性区以后将产生波形失真,而RC 选频网络又不能像LC 选频网络那样滤除波形失真。
RC 串并联选频网络可以很方便地连续改变振荡器的振荡频率,只需要将选频网络中的两个电阻换成同轴电位器或将两个电容换成双联可变电容器即可。
通常,在要求较高时常采用同轴电容,因为同轴电容的同轴性要比同轴电位器好很多,还可以用波段开关来扩大振荡电路的频率覆盖范围,如图2.2.7所示。
2.2.2 文氏电桥振荡电路的非线性元件反馈稳幅为了确保振荡电路输出波形不失真,RC 选频振荡电路中的放大电路要工作在晶体管的线性区,并采取在振荡电路中引入稳幅电路的方法来实现稳幅,而文氏电桥振荡电路中也易图2.2.7 振荡频率连续调节的方式。
文氏电桥音频信号发生器音频信号发生器电子爱好者在测试音频放大器和滤波器电路性能时,往往需要高质量的正弦波信号源,文氏电桥振荡器就是一种合适的正弦波信号源,它的放大倍数必须精确地固定为3.如果放大倍数小于3.将会导致停振:如果放大倍数大于3,就会产生波形失真.文氏电桥音频信号发生器由文氏电桥,负反馈电路,放大电路,衰减电路,输出缓冲电路和电源电路组成.电路原理如附图所示.文氏电桥运算放大器ICla是振荡器的主要器件.Rl,vR1a和cl~c4组成并联移相网络,R4,YRtb和C5~C8组成串酰移相网络,在某特定频率下,串并联网络形成正反馈,连同ICla组成振荡电路.为保证振荡频率准确,CI~c8应选用误差小于5%的精密电容,VRIa,VR2a为双联电位器,该振荡电路的频率调节范围为5Hz~5OkHz负反馈电路R2,R3,R5和TRI的导通电阻构成反馈系数可变的负反馈支路,虽然降低了放大倍数,却提高了振荡电路的稳定性,当场效应菅TRl完全截止时,由反馈电阻R2,R3设定的ICla电压增益是247;当TRI饱和导通时,电阻R3与电阻R5并联,ICla电压增益增大到3.47.当该管的导通电阻困栅压变化时,可以认为TR1是一只可变电阻.在恰当的栅压条件下,将得到放大倍数正好是3.围绕IClc设计的电路控制场欢应管的栅压.ICIa输出的止弦波信号经二极管Dl整流.产生的直流电压对电容器c9充电. IClc第@脚的负电压通过Ic1c放大,送至TRI的栅极g.放大电路文氏电桥正弦波发生器产生的音频信号经rcla第@脚送至[Clb第@脚,经放大后在其第@脚输出峰峰值为18V 的正弦信号.衰减电路IClb放大后的正弦信号送至由开关s2和电阻RI2,RI3,R14,电位器VR2组成的衰减器,衰减率分别为1,10,100,VR2为细调电位器.缓冲输出电路ICld将衰减后的信号缓冲输出,通过无极性隔直电容CIO馈至发生器的输出端.电源电路由电源变压器输出的交流12V电压经D2~D5桥式整流后,经电容cll,C12滤波后输出正,负双电源为电路供电:凌铃编译自英~]{EverydayPracticalElectronics}一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一{本期知识讲座答案:石英晶体振荡电路有两种:9(1)并联晶体振荡器,振荡频率为fp,晶体阻抗为∞:!(2)串联晶体振荡器,振荡频率为fs,晶体阻抗为00.:.-Ll/,{ZD沁■.,/广-_I卜,'I.:.,门.,—v,—^,_I一-d—IIIIIL{卜I广.v篇,IN.4140.^鼍s_-.hB1l,l--i_.一一lI量程一砖~TR1+占喜'-rlI-∞-■5—2O夏忠泽需大量s岫蓝色发光二极管.E—腑iI: 求购?xazz..00?.家庭,it子。
文氏电桥正弦波发生器综合虚拟实验项目设计朱宁远; 茅靖峰; 刘婉钰; 郭孟杰; 周陈辉【期刊名称】《《中国教育技术装备》》【年(卷),期】2019(000)008【总页数】5页(P112-115,118)【关键词】虚拟实验; NIELVIS; 文氏电桥正弦波发生器; Lab-VIEW; Multisim【作者】朱宁远; 茅靖峰; 刘婉钰; 郭孟杰; 周陈辉【作者单位】南通大学电气工程学院 226019【正文语种】中文【中图分类】TP391.91 引言在电气控制与测量领域,正弦波常作为参考信号或是载波信号而被广泛使用。
电类学生若不能掌握正弦波的产生原理,深入理解电路参数对调波形、幅值和频率的调控作用,会限制学生在一些相关实验中的操作灵活度,并对后续专业理论知识的学习带来一定的困扰[1-2]。
NI ELVIS设计与原型开发平台是NI公司将NI数据采集卡和图形化开发环境LabVIEW结合而成的设计与原型开发平台,集成了示波器、函数发生器、数字万用表、阻抗分析仪等12种仪器。
此外,该平台采用高速USB即插即用连接方式,并且带有多路可编程电源,使得用户可以方便地在原型设计面板上搭建电路,并通过LabVIEW图形化系统设计软件,快速实现信号的测量采集和显示,非常适合在仪器仪表开发以及实验教学中应用[3-5]。
基于实验教学现状和需求,本文设计一套基于NI ELVIS的文氏电桥正弦波发生器综合虚拟实验课程资源,通过NI ELVIS方便的电路搭建、高效的软件平台设计与开发,实现正弦波信号发生电路输出从无到有、从正弦波到失真,同时在线实时波形检测功能,为学生研究RC参数对振荡频率的影响提供有力工具,帮助学生理论联系实践,利于深刻理解,达到良好的教学效果。
2 综合虚拟实验项目设计总体结构方案设计的文氏电桥正弦波发生器虚拟实验平台由NI ELVIS仪器、NI ELVIS开发板、LabVIEW应用软件、Multisim仿真软件等部分组成,总体结构如图1所示。
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课程设计报告
题目:文氏电桥正弦波振荡
学生姓名: **
学生学号: ***
系别:电气信息工程学院
专业:通信工程
届别: 2014届
指导教师: **
电气信息工程学院制
2013年5月
文氏电桥正弦波振荡
学生:**
指导教师:**
电气信息工程学院通信工程专业
1 课程设计的任务与要求
1.1 课程设计的任务
1. 培养理论联系实际的正确设计思想,训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。
2. 学习较复杂的电子系统设计的一般方法,提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力,由学生自行设计、自行制作和自行调试。
3. 进行基本技能训练,如基本仪器仪表的使用,常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力,掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。
1.2 课程设计的要求
(1)熟悉multisim的使用方法,掌握文氏电桥正弦波振荡原理,以此为基础在软件中画出电路图。
(2)绘制出文氏电桥正弦波振荡的波形,观察其波形,通过对分析结果来加强对其原理的理解。
(3)在老师的指导下,独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程设计论文,文中能正确阐述和分析设计和实验结果。
1.3 课程设计的研究基础(设计所用的基础理论)
以文氏电桥正弦波振荡电路仿真为例,分析了基本及稳幅文氏电桥正弦波发生器的特点,并采用Multisim 10软件对文氏电桥正弦波发生器进行了仿真,仿真结果与理论分析结果一致。
软件仿真在课堂教学、电路设计、及实验教学中的应用,使得课堂教学信息量饱满,设计、实验变得轻松,使教学的效果得到提升,在教学领域具有重要的推广、应用价值。
在自控、测量、无线电通讯、测量等技术领域中,需用到波形发生器,较常用的是正弦波振荡器和多谐振荡器两大类。
采用Multisim10仿真软件对正弦波振荡器进行仿真,该软件是NI 公司下属的Electronics WorkbenchGroup 发布的交互式SPICE 仿真和电路分析的软件。
前期发展经历了EWB5.0、EWB6. 0、
Multisim2001、Mult-isim7、Multisim8、Multisim9 等版本。
Multisim10 的特点有:1) 器件丰富。
Multisim10比老版本新增了1200 多个器件、500多个SPICE 模块和100 多个开关模式电源模块。
2) 虚拟仪器种类齐全。
通用仪器有数字万用表、信号源,双通道示波器、波特图示仪、字信号发生器、逻辑分析仪、失真度测试仪、频谱分析仪和网络分析仪等。
3) 软件分析功能更强大。
分析功能包括静态工作点
分析、交流小信号分析、瞬态分析、灵敏度分析、参数扫描分析、温度扫描分析、传输函数分析、最坏情况分析、特卡洛分析、批处理分析、噪声指数分析、射频分析等。
1 基本文氏电桥正弦波发生器[1-3]常用的正弦波振荡电路有RC 和LC 两种电路,通常低频段选用RC 振荡器,其电路输出功率小,频率较低;高频段选用LC 振荡电路, 其输出的功率、频率都要高一些;频率稳定度要求高时,一般采用电容三点式振荡电路。
若从波形的种类和精度两方面考虑时, 要生成正弦波时,选用文氏电桥振荡器,更易组成外稳幅振荡器。
文氏电桥正弦波发生器是一种常用的RC振荡器,可以用来产生低频正弦波。
采用运算放大器和文氏电桥反馈网络组成的基本振荡电路模型如图所示。
2 文氏电桥正弦波振荡系统方案制定
2.1 方案论证
从理论上讲, 满足振荡条件后, 振荡幅值可固定在任意值上,但由于环境温度等外界条件的变化, 振荡条件会受到影响, 使振荡器停振或产生钵形失真。
因此须在基本电路上增加稳幅电路。
为得到稳幅的目的, 通常采用两只反向并接的二极管和电阻R1并联,它们在输出电压的正负半周内分别导通。
在起振之初,由于输出电压幅度很小,不足以使二极管。
利用二极管的非线性特性,使振荡电路能根据振荡幅度的变化,自动地改变基本放大器的负反馈的强弱,实现稳幅目的振荡过程中,两只二极管交替导通和截止,若外界因素使振幅增大, 二极管的正向导通电阻RD减小,使RF变小, 负反馈系数自动变大,反馈作用加强,从而稳定振幅。
3 文氏电桥正弦波振荡系统方案设计
3.1各单元模块功能介绍及电路设计
3.2电路参数的计算及元器件的选择
在本次课程设计电路图中,所用到的元器件包括电容、电阻、直流电源、交流电源、集成功放741、示波器等。
3.4 系统整体电路图
4 Multisim软件系统仿真和调试
4.1 仿真软件介绍
Multisim软件前身是加拿大IIT公司在20世纪八十年代后期推出的电路仿真软件EWB(Electronics Workbench),后来,EWB将原先版本中的仿真设计更名为multisim,2005年之后,加拿大IIT公司隶属于美国国家仪器公司(National Instrument,简称NI公司),美国NI公司于2006年初首次推出Multisim9.0版本。
目前最新版本是美国NI公司推出的multisim10。
包含了电路原理图的图形输入、电路的硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真能力。
它具有更形象直观的人机交互界面,并且提供了更加丰富的元件库、仪表库和各种分析方法。
完全满足电路的各种仿真需要。
Multisim软件是迄今为止使用最方便、最直观的仿真软件,其基本元件的数学模型是基于Spice版本,但增加了大量的VHDL元件模型,可以仿真更复杂的数学元器件,另外解决了Spice模型对高频仿真不精确的问题。
Multisim在保留了EWB形象直观等优点的基础上,大大增强了软件的仿真测试和分析功能,大大扩充了元件库中的元件的数目,特别是增加了大量与实际元件对应得元件模
型,使得仿真设计的结果更加精确、更可靠、更具有实用性。
4.2 系统仿真实现
文氏电桥正弦波振荡产生波形图
4.3 系统测试(要求测试环境、测试仪器、测量数据)
5 总结
5.1 设计小结
通过这次电子课程设计,进一步理解并加深了对所学的模拟及数字电子技术的认识。
学会了在实践中运用理论,用理论来指导实践,培养了理论联系实际的正确设计思想。
通过对课题的设计,训练了运用所学的理论知识去思考问题并联系理论实际解决问题的能力,同时通过此次设计,学会了较复杂的电子系统设计的一般方法,进一步掌握了分析与设计一般电子电路的方法,并增强了独立的思考问题和解决问题的能力。
同时进行基本的技能训练,学会了基本仪器的使用及基本电子元器件的识别与测量。
总之,通过这次电子课程设计,培养了实际运用理论的能力,为以后的学习和工作有很好的促进作用。
5.1 收获体会
通过这次课程设计我了解了压控振荡器在结构上的特点,使我在选择压控震荡器时更加明确哪种振荡器更合适,同时让我更好地掌握了各种电路的分析、调
试与计算方法,收悉了振荡电路的各种原理和压控振荡器的使用方法,更深刻地理解了课本知识。
在此次作课程设计过程中,我深深地感受到自己所学知识的有限和对所学知识的生疏,明确了不仅要学课本知识,还要再通过图书馆和网络等各种渠道来扩充自己的知识,并且要学会对所学内容的取舍及分析。
总之,从中我学到了如何对待遇到的困难。
增强了对所学知识的思考整合能力,培养了自己的思维能力。
在做课程设计过程中,老师给了很大的自由发挥的空间,可以自己选题,让我自己运用所学知识去分析和解决实际问题。
这次课程设计培养了我一丝不苟的科学态度和做学问应有的耐心及恒心,也使我认识到做事要不畏困难和迎难而上的重要要性。
6 参考文献
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7附录
系统主要功能展示图
器件清单。