基于multisim的正弦波发生器.
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项目名称:正弦波振荡器的仿真设计小组成员及分工:张曌(电路仿真图设计及PPT设计及论文撰写A)、翟小宝(查阅资料及论文撰写B)、陈春(查阅资料及论文撰写B)指导教师:田野日期:2016年目录摘要 (3)前言 (4)正文 (4)一、正弦振荡器的原理及设计 (4)1.1振荡条件 (4)二、互感耦合振荡器仿真设计 (5)2.1互感耦合振荡器的原理 (5)2.2振荡条件 (6)2.3仿真电路图的设计 (6)2.4互感系数对振荡频率的影响 (8)三、电容三端式振荡器仿真设计 (9)3.1电路原理图 (9)3.2振荡条件分析 (9)3.3仿真设计 (10)3.4起振过程分析 (13)3.5探究偏置电路工作点设置对振荡频率的影响 (13)四、电感三端式振荡器 (14)4.1电路原理图 (14)五、改进型电容三端式振荡器 (15)5.1克拉泼振荡器 (16)5.2西勒振荡器 (19)六、并联型石英晶体振荡器 (21)6.1电路原理图 (22)6.2振荡分析 (22)6.3仿真设计 (23)6.4石英晶体的串联和并联谐振频率 (25)七、串联型石英晶体振荡器 (26)7.1基本原理图 (26)7.2仿真设计 (27)八、总结 (29)8.1电路振荡频率稳定度的对比 (29)8.2提高频率稳定度的措施 (29)8.4各振荡电路的应用情况 (29)九、优缺点及问题 (30)十、参考文献 (30)本文利用Mulitisim仿真软件对互感耦合调集正弦振荡器、电容三端反馈式正弦振荡器、克拉泼振荡电路、西勒振荡电路、电感三端反馈式振荡器、并联石英晶体振荡器、串联石英晶体振荡器依次进行了电路设计及仿真,仿真结果表明各正弦振荡器均可实现其功能,产生高频正弦信号。
第一部分对互感耦合振荡器的三种类型进行了介绍,选取最为常见的互感耦合调集电路进行设计,通过选取合适的偏置电路以及利用电位器对晶体管工作点的调整,选取合适的互感系数,从而得到了互感耦合振荡器的波形。
simulink的正弦波
在Simulink中创建正弦波可以使用Sine Wave Generator(正弦波发生器)模块:
1. 在Simulink库中选择"Sources"(源)文件夹。
2. 从该文件夹中拖动"Sine Wave Generator"(正弦波发生器)
模块到Simulink模型中。
3. 打开"Sine Wave Generator"(正弦波发生器)的参数窗口。
4. 在参数窗口中设置波形的频率、振幅、相位和采样时间等参数。
5. 连接正弦波发生器模块的输出线到其他模块或范围(Scope)模块以显示波形。
6. 运行模型并查看波形。
示例:
以下是一个简单的Simulink模型,其中包含一个正弦波发生
器模块和一个范围(Scope)模块。

- 打开Sine Wave Generator(正弦波发生器)的参数设置窗口,设置正弦波的振幅、频率和相位等参数。
- 将正弦波发生器的输出线连接到范围(Scope)模块的输入线。
- 运行模型并查看范围(Scope)模块中显示的波形。
课程: Multisim课程设计班级: 10电信本2班姓名: 6 2 2 学号: 100917024教师:吕老师课程设计----基于Multisim的方波、三角波和正弦波发生器一.设计目的1.掌握电子系统的一般设计方法2.掌握模拟IC器件的应用3.培养综合应用所学知识来指导实践的能力4.掌握常用元器件的识别和测试5.熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方法二.设计要求能够同时显示出方波、三角波和正弦波。
三.设计原理函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。
根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。
产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波—方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。
本课题采用先产生方波—三角波,再将三角波变换成正弦波的电路设计方法,本课程设计中函数发生器电路组成框图如下所示:由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波,三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。
差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。
特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。
波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。
图1 原理框图方波发生电路工作原理此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。
RC回路即作为迟滞环节,又作为反馈网络,通过RC冲、放电实现输出状态的自动转换。
设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+Ut,Uo通过R3对电容C正向充电,如图中箭头所示。
高频课设报告-采用Multisim仿真软件对高频正弦波振荡器设计洛阳理工学院计算机与信息工程系20XX届通信工程专业课程设计报告计算机与信息工程系《高频电子线路》课程设计报告专业通信工程班级xxxxxxx学号xxxxxxxxx姓名xxxxxxxx完成日期20XX年12月26日指导教师xxxxxx评语:成绩:批阅教师签名:批阅时间:第一章高频正弦波振荡器1.1任务和设计要求:1.1.1设计内容在本次课程设计中采用了Multisim仿真软对高频正弦波振荡器进行设计及绘制,并模拟仿真。
从理论上对电路进行了分析。
选择合适的预案器,设计出满足要求的高频正弦波振荡器。
1.1.2设计要求设计一个高频正弦波振荡器,要求振荡频率为5MHz,相对准确对≤2‰。
1.2高频正弦波振荡器工作原理及系统框图由LC谐振回路作反馈电路的反馈型正弦波振荡器。
其放大电路主要由晶体管或电子管构成,自振频率基本上决定于谐振回路的电感L和电容C,振荡幅度主要受制于有源电子器的非线性和电源电压的幅度。
LC振荡器因谐振回路具有很高的选择性,即使放大器工作在非线性区,振荡电压仍非常接近正弦形。
但因它的谐振元LC之值限于体积不宜过大,振荡频率不宜太低,一般为几百千赫到几百兆赫。
频率稳定度墹f/f一般为10-2~10-4量级,略优于RC振荡器,但比石英晶体振荡器要低几个数量级。
谐振元L或C 的数值调节方便,可借以改变振荡频率,因而为广播、通信、电子仪器等电子设备所广泛采用。
LC振荡器依L、C在电路中的接法不同而有调集振荡器、哈特莱振荡器、科皮兹振荡器等主要类型。
正弦波振荡器的工作原理图如下:图1系统原理框图1.3系统电路设计该高频正弦波振荡器是不需要输入信号控制就能自动地将直流电转换为特定频率和振幅的正弦交变电压(电流)的电路。
它由四部分组成:放大电路,选频网络,反馈网络和稳幅电路。
常用的正弦波振荡器有电容反馈振荡器和电感反馈振荡器两种。
后者输出功率小,频率较低;而前者可以输出大功率,频率也较高。
【转】 matlab与modelsim联合仿真2011-03-04 12:18转载自分享最终编辑 zyncarrie虽然Modelsim的功能非常强大,仿真的波形可以以多种形式进行显示,但是当涉及到数字信号处理的算法的仿真验证的时候,则显得有点不足。
而进行数字信号处理是Matlab的强项,不但有大量的关于数字信号处理的函数,而且图形显示功能也很强大,所以在做数字信号处理算法的FPGA验证的时候借助Matlab 会大大加快算法验证的速度。
关于Matlab和Modelsim联合仿真,我从网上看到两种方法,一种是通过Link for Modelsim建立Matlab 和Modelsim的联合仿真接口;另一种就是通过文件读写的方式实现Matlab和Modelsim的联合仿真。
我没有仔细研究过第一种方法,我大概看了一下,感觉过程比较复杂,不过功能肯定也很强大,网上有一篇关于Link for Modelsim的文章/upload/2009/11/16/9e8d0364-20ed-4583-a85e-4d1fc50783a7.rar" target=_blank>,有兴趣的朋友可以去看一看。
关于第二种方法,只是通过几个文件读写函数就可以实现了,而且基本可以满足当前仿真的要求,所以这里主要讨论一下我所使用的这种方法,希望能够抛砖引玉吧,因为我也只能算个初学者而已。
在FPGA进行算法验证的时候,经常需要输入仿真数据,这些数据可以用FPGA产生,但是如果数据产生过程很复杂的话,需要耗费很大的精力,并且产生的数据的准确性也不能保证。
例如,如果要验证一个通信接收机的相关算法,那么我们就需要先产生发送数据,也就是说得先做一个发射机,如果这个过程也由FPGA实现的话,也是一个很复杂的过程。
这时候我们就可以借助Matlab,利用Matlab内部自带的各种函数,产生需要的信号,再经过定点化,就作为FPGA接收模块的输入信号了。
基于Multisim的简易函数信号发生器设计与仿真函数信号发生器是具有两种或两种以上波形信号输出的信号发生器。
把几种不同类型的基本电路组合在一起就可以构成一个函数发生器。
本电路是由一个文氏桥振荡电路。
过零比较电路,积分电路,电压跟随电路和直流稳电路组成。
其工作原理是:首先由文氏桥振荡电路产生一个所需频率的正弦波振荡信号,该正弦信号一部分由电压比较器引出,另一部分由电压跟随器耦合到过零比较电路的输入端,经比较器处理后,将在输出端产生一个相同频率的方波信号,同理,一部分方波信号由电压跟随器引出作为发生器方波信号输出;另一部分继续由跟随器送入下一级积分电路,方波信号被积分电路处理后,在输出端输出一个相同频率的三角波信号,并由跟随器引出作为发生器又一信号输出。
在整个过程中,直流稳压电路作为所有集成运放提供电源。
如图1-1所示:图1-1一、电源选择集成稳压电源是指将不稳定的直流电压变为稳定的直流电压,由于集成稳压器具有稳压精度高、工作稳定可靠、外围电路简单、体积小、质量轻等显著优点,所以它完全可以跟信号发生器提供稳定电源。
集成稳压电路基本结构如图1-2所示,该电路是采用LM7818和LM7918构成的正、负18伏电压同时输出的稳压电源电路,其他元件参数如图所示:图1-2二、文氏桥振荡电路选择振荡电路是大多数信号发生器电路的核心技术,文氏桥振荡电路为其中的一种,在电路中选择合适的元器件参数,便可得到相应的输出频率和振幅,即)foutπ=,而振幅取决于集成运放的峰Up1RC2/((1)参数分析根据设计要求,需应用集成运放设计频率为1KHZ的信号发生器a 选择C6 C7 R3 R4取C6=C7=0.015uF 则R4= 1/(2πfC)= 1/(2π⨯106⨯⨯)=10.6KΩ1000-.0015取系列值R3 = R4 = 10KΩb 选择ICIC 选用MC4558CG 型集成运放,其基本参数如下:nodes: 3=+ 2= - 1=out 5=V+ 4=V-* V CC = 18 V EE = -18 C C = 1e-011 A= 200000 R I = 2e+006* R O = 75 V OS = 0.002 I OS = 2e-008 I BS = 8e-008C 选择 R 1 R 2 VD 2 VD 3采用非线性元件VD 2 VD 3 来自动调节反馈强弱,即利用二极管正向伏安特性的非线形可实现正弦波发生器的自动稳幅。
成绩学生姓名:朱世旺学生学号: 1214040147 系别:电子工程学院专业:电子信息科学与技术年级: 2012级指导教师:王宜结电子工程学院制2015年3月基于multisim的正弦波发生器学生:朱世旺指导教师:王宜结电子工程学院电子信息科学与技术1、设计任务与要求1.1.设计任务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。
1.2.设计要求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。
课程设计(论文)说明书题目:方波、三角波、正弦波发生器院(系):专业:学生姓名:学号:指导教师:职称:2012年12 月 5 日摘要本文通过介绍一种电路的连接,实现函数发生器的基本功能。
将其接入电源,并通过在显示器上观察波形及数据,得到结果。
电压比较器实现方波的输出,又连接积分器得到三角波,并通过差分放大器电路得到正弦波,得到想要的信号。
NI Multisim 软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真,能过快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
凭借NI Multisim ,你可以立即创建具有完整组件库的电路图,并利用0工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。
本设计就是利用Multisim软件进行电路图的绘制并进行仿真。
关键词:电源、波形、比较器、积分器、MultisimAbstractThis paper introduces a circuit connection, to achieve the basic functions of function generator. Their access to power, and through the display of waveform and data, and get the result.A voltage comparator to achieve a square wave output, in turn connected integrator triangle wave, and through the triangle wave - sine wave conversion circuit to see the sine wave, the desired signal.NI Multisim software combines intuitive capture and powerful simulation, an quickly, easily, efficiently for circuit design and verification. With NI Multisim, you can immediately create a complete component library circuitdiagram, and the use of 0 industry standard SPICE simulator to mimic circuit behavior. This design is the use of Multisim software in circuit diagram and carry out simulationKey words: power, waveform, comparator, an integrator, a converter circuit, Multisim目录1 设计任务---------------------------------------11.1 电路设计任务------------------------------11.2 电路设计要求------------------------------12正弦波、方波发生器的组成------------------------12.1 原理框图----------------------------------12.2 原理分析----------------------------------12.3 放大器功能及管脚图------------------------23 系统中各模块设计--------------------------------23.1方波-三角波-正弦波-------------------------23.1.1方波形仿真图-----------------------------43.1.2三角波仿真电路图以及仿真图---------------43.1.3正弦波仿真图-----------------------------63.1.4实验设计电路图---------------------------63.1.5实验电路PCB图---------------------------73.1.6参数设计---------------------------------73.2元器件型号---------------------------------94 电路调试---------------------------------------104.1 安装正弦波、方波发生器- ------------------134.2调试正弦波、方波发生器---------------------134.3调试结果展示------------------------------134.3.1方波实验波形图--------------------------114.3.2三角波实验波形图------------------------114.3.3正弦波实验波形图------------------------124.3.4实际电路图及实物图展示------------------124.4性能指标测量与误差分析--------------------135 实验总结--------------------------------------13谢辞、参考文献-----------------------------------14一设计任务1.1 任务设计制作一个方波-三角波-正弦波发生器。
LabVIEW软件大作业题目:基于LabVIEW的虚拟正弦信号发生器的设计学院(系):机电信息工程学院班级:学号:姓名:提交时间:2011/11/22基于LabVIEW的虚拟正弦信号发生器的设计摘要: 虚拟仪器(Virtual Instrument ,简称VI) 是现代计算机软件技术、通信技术和测量技术相结合的产物。
论述虚拟仪器的组成原理、主要功能、特点及应用,同时详细介绍基于LabVIEW虚拟仪器开发平台及设计虚拟正弦信号发生器的方法。
关键词: 虚拟仪器; LabVIEW; 正弦信号自20 世纪90 年代以来,作为测试技术与计算机技术完美结合的产物———虚拟仪器得到了迅猛发展,使得测量仪器和测量技术产生了深刻的变化。
虚拟仪器技术综合运用了计算机技术、数字信号处理技术、标准总线技术和软件工程的方法,代表了测量仪器与自动测试系统未来的发展方向。
虚拟仪器可广泛应用于电子测量、振动分析、声学分析、故障诊断、航天航空、军事工程、电力工程、机械工程、铁路交通、地质勘探、生物医疗、教学及科研等诸多方面。
在高等理工科院校的教学实验中,需要使用各种电子仪器,而有些高档台式仪器价格昂贵,普通高校不可能大量购买以满足教学和试验的需要,这必将影响学生对先进技术的学习和掌握。
虚拟仪器技术只需购买必要的通用仪器硬件就可设计高性价比的仪器系统, 从而节省大笔经费。
这种方法也有助于学生对所学内容的理解、验证和巩固,使抽象的内容形象化,以加深学生对所学知识的掌握。
图1 虚拟仪器构成框图1 .虚拟仪器1.1虚拟仪器的组成原理虚拟仪器是计算机硬件资源、仪器与测控系统硬件资源和专用软件资源三者的有效结合。
仪器与测控系统硬件资源包括用于对被测输入信号进行采集、放大、A/ D 转换等设备。
计算机是虚拟仪器的载体,软件是核心,高质量的A/ D 采集卡及调理放大器是虚拟仪器的关键。
如图1 所示,虚拟仪器可分为以下5 种类型:1) PC 总线——插卡型虚拟仪器。
基于Multisim的数字合成正弦波发生器的设计与仿真作者:武培雄来源:《数字技术与应用》2011年第07期摘要:很多应用都涉及采用函数波发生器专用集成电路或微控制器作数字控制的三相正弦波数字合成,这些电路技术复杂、成本高。
本文给出一种以移位寄存器和D/A转换电路构成,实现数字波形合成方法得到三相正弦波信号。
并结合Multisim11仿真软件平台进行了仿真研究。
实验结果表明,该电路具有控制简单,输出波形精度较高、稳定性好等特点。
关键词:Multisim 波形合成权电阻中图分类号:TN7 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)07-0056-031、引言数字波形合成技术广泛应用于信号源、函数发生器和数字电桥等测量或控制设备中。
用数字波形合成正弦波的实现电路可用RC振荡电路,也可采用函数波发生器专用集成电路等,这些电路无论从元器件的选择和输出波形参数的控制都比较困难,输出波形的稳定性也比较差。
近年来,DDS技术也应用在各种信号源电路中,但DDS技术的电路复杂[1][2][3]。
本文给出一种以移位寄存器和D/A转换电路构成,实现数字波形合成方法得到三相正弦波信号。
并结合Multisim仿真软件平台进行了仿真研究。
2、正弦波波形合成原理及总体设计方案设所求正弦波的频率为f,幅值为Vm。
将正弦波的一个周期分为N等份,用具有N个阶梯的阶梯波来逼近所求的正弦波,如图1所示。
自然,N的取值越大,其逼近程度越好。
因而,现在的问题已变成阶梯波的合成。
由于要求的正弦波信号频率为f,而每个周期又分成N 级阶梯,晶振电路产生的矩形脉冲每个周期形成阶梯波的一级阶梯,则晶振电路产生的信号频率F=Nf。
将频率为F的信号进行N级分频,即得到N个计数状态,设为m0,m1,m2,……mn-1,计数状态与相应的正弦波相位的对应关系如图1所示[4]。
只要将对应的m0~mn-1的正弦值的状态代码通过正弦加权的D/A电路变换成相应的模拟电压值,D/A电路的输出即为所求的阶梯正弦波信号。
multisim的sin函数电路
Multisim是一款广泛应用于电子电路仿真和设计的软件,它可以帮助工程师快速搭建电路、进行仿真测试并优化设计。
本文将介绍如何利用Multisim 设计一个多功能函数信号发生器,并通过实际案例展示其在实际应用中的实用性。
函数信号发生器是一种能够产生特定波形信号的设备,其在科学研究、工程设计等领域具有广泛的应用。
Multisim中的函数信号发生器基于RC文氏电桥正弦波振荡电路设计,具有频率可调和幅度可调的特点。
RC文氏电桥正弦波振荡电路的原理是通过电容和电阻的连接形成一个振荡回路,从而产生正弦波信号。
在Multisim中,我们可以将正弦波信号连接至过零电压比较器,输出为方波信号。
再利用积分电路原理,对方波信号进行积分即可产生三角波信号。
为了实现频率和幅度的可调,我们可以通过多路开关控制器来选择不同的R、C参数值。
这样,用户可以根据实际需求调整输出函数信号的频率和幅度。
在实际应用中,多功能函数信号发生器可以应用于各种电子设备和系统,如通信系统、信号处理系统、测试仪器等。
以下是一个具体的案例:在差动放大电路的设计中,我们可以使用Multisim提供的函数信号发生器来产生输入信号,并通过仿真分析电路的性能指标,如传递函数、直流信号测试等。
这样,工程师可以更加方便地优化电路设计,提高电路的性能。
总之,Multisim中的多功能函数信号发生器基于RC文氏电桥正弦波振荡电路设计,具有频率和幅度可调的优点。
通过实际案例的应用,我们可以看到
其在电子电路设计和仿真中的实用性。
基于Multisim的RC正弦波振荡器设计摘要:能将直流电源产生的能量自动转换成某一特定的频率、幅度、波形的交流信号,且是在没有外界激励信号的作用下产生的电路就称为振荡器。
使正弦波的波形频率趋于某值不再变动、振幅在一定数值上不再改变就是正弦波振荡器的作用。
本设计对RC正弦波振荡器进行仿真运用的是电路仿真软件Multisim14,得到RC正弦波振荡电路的振荡周期、振荡波形和稳幅环节。
为了能对RC正弦波振荡电路进行深刻的理解,本文通过分析图像和数据的综合分析,即比较容易的设计出RC正弦波振荡器。
关键词:Multisim14,RC正弦波振荡器,仿真,设计1引言电路理论是一门工程学,研究电路的基本定律和计算方法[1]。
它包括电路分析,电路综合和设计。
电路分析的使命是根据已知的电路布局和组件参数办理电路特征。
电路综合和设计是基于提出的电路性能要求,设计适当的电路结构和参数,以达到所需的电路性能[2]。
本文主要介绍利用Multisim14仿真软件进行RC正弦振荡电路分析的基本规律和计算方法。
RC正弦波振荡器电路由选频网络、反馈网络、稳幅环节和放大电路等几部分构成[3]。
其中,反馈网络与放大电路一起组成了正反馈系统,即满足环路增益AF=1;由电容和电阻元件配合构成的选频网络,可以实现频率单一的正弦波振荡;稳幅环节可以在过程使用放大元件的非线性特性让振荡波形的振幅不变。
负反馈放大电路的自激振荡的条件是AF=-1[2],由于在放大电路中,为了提高电路增益的稳定性、扩展通频带、减小非线性失真等,故而将负反馈引入,但在振荡电路中,其是为了产生一个正弦波振荡为目的的,所以我们要有意识的将负反馈接成正反馈。
因为正反馈电路能确保提供给振荡器输入端的反馈信号处于同一相位,这样才能使电路持续振荡。
选频网络则只有容许某一特定的频率f0通过,才能使振荡器产生的频率为单一的输出。
在RC正弦波振荡电路的设计中,传统的办法不能准确地分析出振荡频率的大小、起振和幅值等,可以应用Multisim14软件进行灵活灵便的仿真分析,所以,振荡器会广泛应用在各种电设备和研究设备中。
Multisim的Sin函数电路介绍Multisim是一款电子电路仿真软件,可以用于设计、分析和模拟各种电路。
其中,Sin函数电路是一种常见的电路,用于生成正弦波信号。
本文将详细介绍Multisim 中如何设计和模拟Sin函数电路。
设计步骤设计Sin函数电路的步骤如下:1. 打开Multisim软件首先,打开Multisim软件并创建一个新的电路文件。
2. 选择元件在Multisim的元件库中,选择所需的元件。
Sin函数电路通常包括以下几个元件:- 信号发生器:用于产生输入信号 - 电阻:用于限制电流流动 - 电容:用于存储电荷 - 运算放大器:用于放大信号 - 示波器:用于观察输出信号3. 连接元件将所选元件拖放到电路板上,并使用导线连接它们。
确保连接正确,以便电流可以正确流动。
4. 设置元件参数对于每个元件,设置其相应的参数。
例如,对于信号发生器,可以设置频率、振幅和相位等参数。
5. 运行仿真完成电路连接和参数设置后,运行仿真以模拟电路的行为。
可以选择不同的仿真模式,如时域仿真或频域仿真,以观察电路的响应。
6. 分析结果根据仿真结果,分析电路的行为和性能。
可以观察输入信号和输出信号的波形、频谱等特征,并进行相应的分析和比较。
实例演示下面将通过一个实例演示如何在Multisim中设计和模拟Sin函数电路。
实例电路图以下是一个简单的Sin函数电路示意图:信号发生器 ----> 电阻 ----> 电容 ----> 运算放大器 ----> 示波器设计步骤按照上述设计步骤,我们可以进行如下操作:1.打开Multisim软件并创建一个新的电路文件。
2.在元件库中选择信号发生器、电阻、电容、运算放大器和示波器等元件。
3.将这些元件拖放到电路板上,并使用导线连接它们。
4.设置信号发生器的频率为1000Hz,振幅为5V,相位为0。
5.设置电阻和电容的阻值和容值,以及运算放大器的增益。
6.运行时域仿真并观察示波器中的波形。
成绩
学生姓名:朱世旺
学生学号: 1214040147 系别:电子工程学院
专业:电子信息科学与技术
年级: 2012级
指导教师:王宜结
电子工程学院制
2015年3月
基于multisim的正弦波发生器
学生:朱世旺
指导教师:王宜结
电子工程学院电子信息科学与技术
1、设计任务与要求
1.1.设计任务
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。
1.2.设计要求
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2.用泰勒级数展开法实现正弦波信号。
2、稳幅文氏电桥正弦波发生器
2.1.从理论上讲, 满足条件后, 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。
2.2.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,不足以使二极管导通,正向二极管近于开路,此后,随着震荡幅度的增大,正向二极管导通,其正向电阻逐渐减小,直到R(F)=2R(f)时,震荡稳定。
R(F)=R4+(R1//RD),Rf=R3,其中RD为二极管的正向导通电阻。
2.3.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。
2.4.正弦波信号发生器已被广泛地应用于通信、仪器仪表和工业控制等领域的信号处理系统中。
2.5.通常有两种方法可以产生正弦波,分别为查表法和泰勒级数展开法。
查表法是通过查表的方式来实现正弦波,主要用于对精度要求不很高的场合。
泰勒级数展开法是根据泰勒展开式进行计算来实现正弦信号,它能精确地计算出一个角度的正弦和余弦值,且只需要较小的存储空间。
本次主要用泰勒级数展开法来实现正弦波信号。
产生正弦波的算法正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数.
3、电路组成
3.1.电路由RC 串并联选频网络和同相放大器组成。
运放构成同相输入的比例放大器,RC串并联网络,将输出电压反馈到集成运放的同相输入端,形成正反馈。
根据产生正弦振荡的相位条件, 可得电路的振荡频率f0为:
3.2.本系统采用TI公司的TMS320LF2407 DSP处理器,该器件具有外设集成度高,程序存储器容量大,A/D转换精度高,运算速度高,I/O口资源丰富等特点,芯片内部集成有32KB的FLASH程序存储器、2KB的数据/程序RAM,两个事件管理器模块(EVE和EVB)、16通道A/D转换器、看门狗定时器模块、16位的串行外设接口(SPI)模块、40个可单独编程或复用的通用输入输出引脚(GPIO)以及5个外部中断和系统监视模块。
3.3.TMS320LF2407芯片中的事件管理模块(EV)是一个非常重要的组成部分。
SPWM波形的产生和输出就是由这一部分完成的,它由两个完全相同的模块(EV A和EVB)组成,每个模块都含有2个通用定时器、3个比较器、6至8个PWM发生器、3个捕获单元和2个正交脉冲编码电路(QEP)。
由于TMS320 LF2407有544字的双口RAM(DARAM)和2K字的单口RAM(SARAM);而本系统的程序仅有几KB,且所用RAM也不多,因此不用考虑存储器的扩展问题,而对于TMS320LF2407的I/O扩展问题,由于TMS320LF2407器件有多达4 0个通用、双向的数字I/O(GPIO)引脚,且其中大多数的基本功能和一般I/O 复用的引脚,而实际上,本系统只需要17路I/O信号,这样,就可以为系统剩余50%多的I/O资源,因此可以说,该方案既不算浪费系统资源,也为系统今后的升级留有余地。
4、文氏电桥正弦波发生器电路仿真
4.1.电路搭接好后,调出示波器,连接好后,按下按钮,可以得到稳幅文氏电桥正弦波发生器电路由起振到稳振的波形变化,如图3所示。
4.2.图3(a)所示电路的起振过程截图,时间刻度(timebase scale)为1ms/div,图3(b)为稳定后的波形,图3(c)为将时间刻度(timebasescale)调大为20ms/div 后,电路的起振效果图,正弦波的周期和频率可从图中读出。
注意输出信号的幅值仅与运算放大器的供电电源设置有关,若要控制信号的幅值,可在输出端加稳压元件进行限幅。
4.3.结束语本文对文氏电桥正弦波振荡电路进行了仿真,仿真过程中改变元器件参数,使电路工作于不同状态, 从而获得不同的工作波形。
通过上例分析可见,仿真软件Multisim10可用于电子电路的仿真分析,可广泛应用于课堂教学、实验教学、电子设计等方面。
仿真技术进入教学领域,使得教育技术的发展又上了一个台阶。
特别是渗透到电子技术教学、实验教学等领域,简化了设计过程,节约了实验器材和仪器仪表的损耗,值得推广使用。
5、总结
本次课程设计中遇到一些课堂中从未有过的问题,通过网络查找和同学交流,大大促进了设计进程。
并在过程中进一步提高自身的创作、创新水平,扎实基础,扩展所学。
并且此次课程设计,基于课程理论知识和网上资料,使我对数字信号处理课程有了更深一步的了解和掌握,对利用CCS软件编程的数字信号处理方法有了进一步的了解。
在理论课的基础上进行实验实习,是对本门课程的深入学习和掌握,在以后的工作学习中,数字信号的处理都是采用计算机仿真的方法进行测试,因此,掌握基于计算机的数字信号处理方法对以后的工作和学习有很大的帮助。
这样一个课程设计对我们的发展有着极大的帮助!
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附录
1.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1所示
图1振荡电路模型
2. 稳幅文氏电桥正弦波发生器电路由起振到稳振的波形变化,如图3所示
图3起振到稳振的波形变化
3.电路的起振过程截图如图图3(a)
图3(a)振过程截图
4.稳定后的波形图如图3(b)所示
图3(b) 稳定后的波形5. 电路的起振效果图如图3(c)所示
图3(c)起振效果
指导教师评语
成绩(60%)指导教师签字:
年月
日
答辩过程及评价
成绩(40%)答辩小组签字:
年月日院综合意见
综合成绩
分管院长签字(盖章):
年月日
10
淮南师范学院电子工程学院电子信息科学与技术专业课程论文
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