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1、 长 沙 学 院数电 课程设计说明书题目系(部)专业(班级)姓名学号指导教师起止日期长沙学院 2010 级电子与通信工程系数电课程设计- 1 -20102010 级光电信息工程专业课程设计任务书（课题一）级光电信息工程专业课程设计任务书（课题一）系（部）： 电子与通信工程系 专业： 光电信息工程学生姓名同组者指导教师课题名称八路集成电路智力竞赛抢答器设 计 要 求 及 设 计 参 数1、熟悉 BP4511、74LS273 芯片各引脚的功能，并逐个说明给出它们的主要技术参 数，并简要说明其在电路中的基本作用； 2、根据测试数据，简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能； 3、采用应用设计软
2、件完成电路设计，要求仿真通过；并简要说明工作原理；设 计 工 作 量一周：1、查找资料，根据要求的格式并结合所查资料写出理论设计方案的全过程，实 验操作的步骤、数据以及结论。2、学习使用 MultiSim9 软件，利用 MultiSim9 画出原理图并进行仿真。3、学习使用 Protel 软件，利用 Protel 完成原理图绘制。起止日期工作内容备注进 度 安 排长沙学院 2010 级电子与通信工程系数电课程设计- 2 -主 要 参 考 资 料1、 康华光。电子技术基础数字部分（第五版） 2、 杨欣、王玉凤、刘湘黔。电路设计与仿真基于 Multisim9 与 protel99 3、 标准集成电
3、路数据手册 TTL 电路指导教师 签名年 月 日答辩评委 老师年 月 日教研室 意见年 月 日系（部）主 管领导意见年 月 日长沙学院 2010 级电子与通信工程系数电课程设计- 3 -长沙学院课程设计鉴定表姓名学号专业班级设计题目指导教师指导教师意见：评定等级： 教师签名： 日期： 答辩小组意见：评定等级： 答辩小组长签名： 日期： 教研室意见：教研室主任签名： 日期： 系（部）意见：系主任签名： 日期： 说明课程设计成绩分“优秀” 、 “良好” 、 “及格” 、 “不及格”四类；长沙学院 2010 级电子与通信工程系数电课程设计- 4 -目目 录录摘要.41、 XXXX 电路的设计方案 .
4、41.1 设计任务与要求 .41.2 设计思路与原理 .41.3 单元电路设计与参数计算 .61.4 MULTISIM仿真元器件的选用 .82、XXXX 电路的设计与调试2.1 单元电路原理图与仿真2.1.1 XXXX 单元电路2.1.2 XXXX 单元电路2.2 电路 Multisim 整体仿真结果与调试3、 Protel 原理图的绘制4、总结与体会.12参考文献.13正文请按以上章节顺序来写 （目录必须自动生成）长沙学院 2010 级电子与通信工程系数电课程设计- 5 -（正文 5 号宋体，单倍行距，标题统一 3 号宋体）信号发生器（信号发生器（LM324ADLM324AD）的设计的设计(
5、3(3 号宋体，标题加粗号宋体，标题加粗) )摘摘 要：要：信号发生器又称信号源或振荡器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。函数信号发生器在电路实验和 设备检测中具有十分广泛的用途。例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这 里的射频波就是载波，把音频（低频） 、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振 荡器。在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成 像等，都需要功
6、率或大或小、频率或高或低的振荡器。本文介绍了信号发生器的电路设计和通过 Protel99se和 Multisim9软件进行实现与仿真的设计思路与过程。本次课程设计中通过RC桥氏震荡 电路来达到输出正弦波的目的，我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出三角 波、正弦波、方波的简易信号发生器。我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最适合本课 题的方案。并选用了芯片LM324AD来实现。关键词关键词：信号；电桥；频率；LM324AD 芯片。 1.1.XXXXXXXX 电路的设计方案电路的设计方案（1 1 级标题级标题 4 4 号宋体，下同）号宋体，下同）1.11.1 设计设计任务与
7、要求任务与要求（2 2 级标题小级标题小 4 4 号宋体，下同）号宋体，下同） 1、设计一个能输出正弦波，矩形波，三角波的信号发生器；周期可调，幅度可调。 2、 应用 Protel99se 和 Multisim9 软件进行实现与仿真，并用 Protel99se 画 PCB。 1.21.2 设计思路与原理设计思路与原理1.2.1 方波产生电路 长沙学院 2010 级电子与通信工程系数电课程设计- 6 -图图 1 方波产生电路工作原理图方波产生电路工作原理图（每张图下面必须有图标题）（每张图下面必须有图标题）（a）电容器 C 充电情况 （b）电容器反向充电情况 （c）输出电压与电容器电压波形 图
8、电路组成如图 2(a)所示，它是在迟滞比较器的基础上增加了一个内 Rf、C 组成的积分电路， 把输出电压经 Rf、C 反馈到比较器的反相端、在比较器的输出端引入限流电阻 R 和两个背靠背的 双向稳压管就组成了一个如图 2(a)所示的双向限幅方波发生电路；由图可知，电路的正反馈系数 F 为：1.2.2.三角波产生电路 用集成运放的积分电路代替矩形波产生电路的 RC 电路(略加改进)即可形成。它的电路图如图 3 所示：它的前级集成运放组成滞回比较电路，后级组成积分电路。它可同时产生方波(前级集成运 放产生)和三角波（后级集成运放产生） 。三角波的电容充放电时间相等，若电容的充放电时间不等 而且相差
9、很大，便产生锯齿波。图图 1 方波产生电路工作原理图方波产生电路工作原理图1.2.3. 三角波变换成正弦波电路滤波法：在三角波为固定频率或频率变化很小的情况下，可以采用低通滤波的方法，将三角波 变换为正弦波。三角波电压利用傅立叶级数展开其中 Um 为三角波的幅值。只要低通滤波器的上限截止频率小于基波的三倍频，即得到频率等于基频的正弦波。1.31.3 单元电路设计与参数计算单元电路设计与参数计算 1.3.1.LM324AD 芯片表表 1 LM324AD 主要技术参数主要技术参数1.3.2 方波各种参数计算电路工作原理)5sin2513sin91(sin8)(2LwtwtwtwtuI长沙学院 20
10、10 级电子与通信工程系数电课程设计- 7 -方波的周期：方波的频率: 1.3.3 正弦波各种参数计算由图 1 有： 图图 4 RC 串并联选频网络的频率响应串并联选频网络的频率响应)21ln(2f1 RRRCTf = 1/T长沙学院 2010 级电子与通信工程系数电课程设计- 8 -1.3.4 三角波各种参数计算三角波的幅值 u0为:三角波的频率 f 为: 1.4.Multisim1.4.Multisim 仿真元器件的选用仿真元器件的选用表表 2 LM324AD 主要技术参数主要技术参数元件序号名称型号与主要参数数量备注1运算放大器LM324AD,参数见表 11 比较器、积 分器100K 2
11、10K1滑动变阻器15K110K42K12电阻1K1限流分压， 与电容组成 振荡器调节 频率、幅度470nF2 3非极性电容 10nF2充、放电产 生振荡4限幅二极管1N3889A2双向限幅2 2、 XXXXXXXX 电路的设计与调试电路的设计与调试2.1 单元电路原理图与仿真2.1.1 XXXXXXXX单元电路2.1.2 XXXXXXXX单元电路 2.2 电路Multisim 整体仿真结果与调试3 3、 ProtelProtel 原理图的绘制原理图的绘制2o 212 1o 211uRRRuRRRu)21ln(2f1 RRRCT长沙学院 2010 级电子与通信工程系数电课程设计- 9 -4 4
12、、总结与体会、总结与体会2.1图图 4 电路工作原理电路工作原理2.2 Multisim 仿真输出波形图图 5 电路工作原理电路工作原理2.3.信号发生器产生波的周期和频率长沙学院 2010 级电子与通信工程系数电课程设计- 10 -图图 5 电路工作原理电路工作原理图图 5 电路工作原理电路工作原理由上图可知:正弦波的频率和幅值 f=142.545HZ1KHZ；U=50mV40.9V方波的周期和频率分别为: f=142.545HZ4.35KHZ; U=50mV40.9V 三角波的周期和频率分别为: f=142.545HZ4.35KHZ; U=50mV40.9V 2.4. RC 振荡器的频率稳
13、定性分析在 RC 桥式振荡器中振荡频率决定于 BC 选频网络的参数。这一结果是振荡放大器在理想的情况 下得出的。即放大器的输入阻抗无穷大，输出阻抗等于零。但实际的理想放大器是不存在的， 也 就是说，实际情况下，选频网络中的 RC 参数还应包含放大器输入输出阻抗的因素。RC 参数值的长沙学院 2010 级电子与通信工程系数电课程设计- 11 -变化和放大器工作状态的变化，都可能对频率稳定性产生影响。因此，要使振荡频率稳定，除了在 选频网络中选用稳定的 RC 元件外，还应该提高放大器的放大倍数，加深放大器的负反馈，从而使 放大器工作稳定、输入阻抗提高、输出阻抗降低。为了解决上述这些问题，在实际的振荡电路中，RC 选频网络的元件可采用金属膜电阻、聚苯 乙烯电容等温度特性好的元件；放大器采用多级放大电路；输入级采用输入阻抗高的场效应管或用 复合三极管，并在输入级引进自举电容，其目的是提高输入阻抗；在输出级用电压服随器，以降低 输 出阻抗。3.3.应用应用 ProtelProtel 软件对该电路进行制软件对该电路进行制 PCBPCB 板板 首先，设计好的电路要在 Multisim9 里面仿真通过，然后在 Protel 里面将仿真通过的电路图画 出来，定义好封装，再进行电气检查，通过后再创建网络表，再在 PCB 制板中引入网络表制板， 布线等。 在 Protel
