（科信学院）信息与电气工程学院 电子电路仿真及设计CDIO三级项目 设计说明书 （2012/2013 学年第二学期） 通信工程学生姓名 1.1实验原理： 1.1.1设计原理连接图： 2.1实验原理 2.1.2定性分析 2.1.3定量分析 2.2电路参数确定 .....................................................10 2.2.1 确定R、C ................................................102.2.2 电路图 .....................................................10 第三章、低通滤波器的设计............................... 12 3.1 芯片介绍 .........................................................12 3.2 巴特沃斯滤波器简介 ...............................................13 3.2.1 滤波器简介 .................................................13 3.2.2 巴特沃斯滤波器的产生 .......................................13 3.2.3 常用滤波器的性能指标 .......................................14 3.2.4 实际滤波器的频率特性 .......................................15 3.3 设计方案 .........................................................17 3.3.1 系统方案框图 ...............................................17 3.3.2 元件参数选择 ...............................................18 3.4 结果分析 .........................................................20 3.5 误差分析 .........................................................23 第四章、课设总结 24第一章、电源的设计 1.1 实验原理： 1.1.1 设计原理连接图： 整体电路由以下四部分构成： 电源变压器：将交流电网电压U1 变为合适的交流电压U2。 整流电路：将交流电压U2 变为脉动的直流电压U3。 滤波电路：将脉动直流电压U3 转变为平滑的直流电压U4。 稳压电路：当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压Uo 的稳定。 1）变压器变压 220V 交流电端子连一个降压变压器，把220V 家用电压值降到9V 左右。 2）整流电路 桥式整流电路巧妙的利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压 器次级电压的极性分别导通。见变压器次级电压的正极性端与负载电阻的上端相连， 负极性端与负载的电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。 单项桥式整流电路，具有输出电压高，变压器利用率高，脉动系数小。 根据图，输出的平均电压值 0.9AV 3）滤波电路整流后的输出电压虽然是单一方向的，但还是有较大的交流成分，会影响电路的正常 工作，一般在整流后，还需要利用滤波电路将脉动直流电压变为平滑的直流电压。所 以需通过低通滤波电路，是输出电压平滑。 4）稳压电路 采用LM7805、LM7905 三端稳压器，使输出的直流电压在电源发生波动或负载变化时保 持稳定。 电路图实物连接图 第二章、振荡器的设计 2.1 实验原理 2.1.1 RC 桥式振荡电路由 RC 串并联选频网络和同相放大电路组成，图 RC选频网络形成正反馈电路，决定振荡频率 形成负反馈回路，决定起振的幅值条件。 该电路的振荡频率 RC桥式正弦波振荡电路的主要特点是采用RC 串并联网络作为选频和反馈网络，因此 我们必须先了解它的频率特性，然后再分析这种正弦振荡电路的工作原理。 2.1.2 定性分析 RC 串并联网络如图XX_01a 所示。为了讨论方便，假定 输入电压 是正弦波信 号电压，其频率可变，而幅 ，此时，选频网络可近似地用图XX_01b 所示的RC 高通电路表示。随着w 的下降，输出电压 小，输出电压超前于输入电压 的相位角jf 也就愈大。但超前角jf 的最大值小于 90。 图XX_01 当频率足够高时， ，则选频网络近似地用图XX_01c所示的 RC 低通电路来表示。这是一个相位滞后的RC 电路，频率愈高，输出电压 愈小， 输出电压 滞后于输入电压 的相位角jf 愈大。同样，滞后角jf 的最大值也小于 90。 综上分析可以推出，在某一确定频率下，其输出电压幅度可能有某一最大值；同时， 相位角jf 从超前到滞后的过程中，在某一频率f0 下必有jf=0。 2.1.3 定量分析 1．电路组成 图XX_01 是RC 桥式振荡电路的原理电路，这个电路由两部分组成，即放大电路 选频网络。选频网络（即反馈网络）的选频特性已知，在 处，RC 串并联反 馈网络的 ，可知放大电路的输出与输入之间的相位关系应是同相，放大电路的电压增益不能小于3，即用 增益为3（起振时，为使振荡电路能自行建立振荡， 应大于3）的同相比 例放大电路即可。根据这个原理组成的电路如图XX_01 所示，由于Z1、Z2 和R1、Rf 好形成一个四臂电桥，电桥的对角线顶点接到放大电路的两个输入端，因此这种振荡电路常称为RC 桥式振荡电路。 2．振荡的建立与稳定由图XX_01 可知，在 RC反馈网络传输到运放同相端的电压 。这样，放大电路和由Z1、Z2 组成的反馈网络刚好形 成正反馈系统，可以满足相位平衡条件，因 而有可能振荡。 图XX_01 RC 桥式振荡电路 所谓建立振荡，就是要使电路自激，从而产生持续的振荡。由于电路中存在噪声，它 的频谱分布很广，其中一定包括有 这样一个频率成分。这种微弱的信号， 经过放大器和正反馈网络形成闭环。由于放大电路的 开始时略大于3，反馈系数 ，因而使输出幅度愈来愈大，最后受电路中非线性元件的限制，使振荡幅度自 动地稳定下来，此时 ，达到 振幅平衡条件。 3．振荡频率与振荡波形 由于集成运放接成同相比例放大电路，它的输出阻抗可视为零，而输入阻抗远比RC 串并联网络的阻抗大得多，可忽略不计，因此，振荡频率即为RC 串并联网络的 。当适当调整负反馈的强弱，使A 的值略大于3时，其输出波形为正弦波， 的值远大于3，则因振幅的增长，致使波形将产生严重的非线．稳幅措施 对于图XX_01 所示的电路，调整R1 或Rf 可以使输出电压达到或接近正弦波。然而，由 于温度、电源电压或者元件参数的变化，将会破坏AVFV=1 的条件，使振幅发生变化。 当AVFV 增加时，将使输出电压产生非线性失真；反之，当AVFV 减小时，将使输出波形 消失（即停振）。因此，必须采取措施，使输出电压幅度达到稳定。 实现稳幅的方法是使电路的Rf/R1 值随输出电压幅度增大而减小。例如，Rf 用一个 具有负温度系数的热敏电阻代替，当输出电压 增加使Rf 的功耗增大时，热敏电阻 Rf 减小，放大器的增益 下降，使 的幅值下降。如果参数选择合适，可 使输出电压幅值基本恒定，且波形失线 用一具有正温度系数的电阻代 替，也可实现稳幅。稳幅的方法还很多，读者可自行分析。 这种振荡器又叫文氏电桥（Wien-bridge）振荡电路。2.2 电路参数确定 2.2.1 确定 的影响，应使R满足下列关系式：Ri