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基于Multisim10的圆形波讯号发生器仿真与实现

更新时间:2023-11-07 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

是Image()公司推出的以为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方法,具有丰富的仿真剖析能力。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

圆形波被广泛用于数字开关电路,两个二补码(2级)是从逻辑电路中形成。逻辑电路的同步操作,严格规定的时间间隔,使方波快速转换和定时参考讯号适当“时钟”被使用。她们不在,导致电磁幅射脉冲电压,影响了闭路的结果,导致噪声和错误。公元确切和特别敏感的电路,如传感器器,以防止这个问题,借此作为时序参考方波,而不是正弦波。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

由于圆形波电流只有两种状态,不是高电平,就是低电平,所以电流比较器是它的重要组成部份;由于形成振荡,就是要求输出的两种状态手动地互相转换,所以电路中必须引入反馈;由于输出状态应按一定的时间间隔交替变化,即形成周期性变化,所以电路中要有延后环节来确定每种状态维持的时间。本文对圆形波讯号发生器进行了电路设计及仿真及应用电路测试。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

圆形波振荡电路设计HOZ物理好资源网(原物理ok网)

圆形波发生器电路有多种方案,本设计以运算放大器为核心,由方形波振荡电路、幅值调节电路两部份组成。电路设计方案和元元件选择的原则是:工作稳定可靠、结构简单合理、安装调试便捷、性能参数达标。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

圆形波振荡电路(又称多谐振荡器)由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。滞回比较器起开关作用,RC电路的作用是形成暂态过程。RC回路既是延后环节,亦是反馈网路,通过RC充、放电过程实现输出状态的手动转换。在集电极的输出端引入限流内阻和两个背靠背的稳压管就组成了如图1所示的单向限幅圆形波发生器。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

图1中滞回比较器的阀值电流HOZ物理好资源网(原物理ok网)

假定接通电源时,电容C两端电流uc=O,输出电流uo=+Uz,则集电极同相输入端电流up=+UT,晶闸管VD2导通,VD1截至,uo通过内阻R3和R6给电容C充电,忽视晶闸管的动态内阻,充电时间常数近似为(R3+R6)C,使集电极反相输入端电流uN由0渐渐上升,在uN《up时,uo=+Uz保持不变。当uN≥up时,uo立刻从+Uz跃变为-Uz,同时up从+UT跃变为-UT,晶闸管VD1导通,VD2截至,电容C开始通过R3和R5放电,放电时间常数近似为(R3+R5)C,使集电极反相输入端电流uN逐步增长,在uN》up时,uo=-Uz保持不变。当uN≤up时,uo又从-Uz跃变为+Uz,电容C又开始充电,集电极输出状态再度翻转。这么周而复始,电路形成了推挽振荡,输出端输出梯形波讯号。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

描述测量电路电阻图的方法_电阻的测量电路图描述_测量常见电路的电阻值HOZ物理好资源网(原物理ok网)

一般将圆形波输出高电平的持续时间与振荡周期的比定义为基频。图1所示电路借助晶闸管的双向导电性使电容充、放电的通路不同,因而使它们的时间常数不同,实现了输出电流纹波的调节。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

图1圆形波发生器的输出电流幅值等于稳压管的稳压值,电路输出电流正、负幅度对称。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

由上述剖析可知,调节电位器R5或R6可改变方形波发生器的振荡频度及转矩。假如在图1中电容C处通过一只多路开关投入不同数值的电容,则可实现输出讯号的频段控制。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

在低频范围(如10Hz~1OkHz)以内,对于固定频度来说,图1所示电路是一种较好的振荡电路。当振荡频度较高时,为了获得前后边缘较陡的圆形波,宜选择转换速度较高的集电极。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

10仿真剖析HOZ物理好资源网(原物理ok网)

在10中构建如图2所示的圆形波讯号发生器,打开仿真开关,观察电路的起振过程,并观测当R5、R6及R7变化时电路输出波形的参数。文中参数及波形以电容C1为例,开关拨至C2时电路的测试方式相同。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

R5、R6均为最大值时,圆形波发生器输出波形的频度最小,如图3(a);R5、R6均为0时,输出波形频度最大,如图3(b)。输出讯号频度调节范围为1.77~21.5kHz。如作为方波讯号源(基频严格为50%)使用时,方波讯号的频度调节范围为2.64—21.5kHz。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

电阻的测量电路图描述_测量常见电路的电阻值_描述测量电路电阻图的方法HOZ物理好资源网(原物理ok网)

R5为最大值、R6为0时,圆形波发生器输出波形的信噪比最小,如图4(a);R5为0、R6为最大值时,输出波形的信噪比最大,如图4(b)。输出讯号信噪比调节范围为11%~94%。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

通过参数扫描剖析(Sweep)中的瞬态剖析()选择内阻R7为扫描器件,设置采样内阻值由O至最大值时,圆形波输出电流幅值在0~10.45V之间连续可调电阻的测量电路图描述,如图5所示。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

在图2电路输出端并联一只200Ω负载内阻,测得电路的输出阻抗为144Ω,同理测出未接入幅值调节电路时的输出阻抗为968Ω。可见,幅值调节电路增强了圆形波讯号发生器的带负载能力。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

应用电路测试HOZ物理好资源网(原物理ok网)

选用双集成集电极(±12V双电源供电),选用晶闸管、HZ5C2单向稳压管,对图2所示圆形波讯号发生器进行应用电路实测剖析电阻的测量电路图描述,调节电位器R5、R6及R7,通过示波器观测应用电路的输出波形分别如图6、图7所示。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

由图6、图7测得圆形波发生器应用电路的输出波数组数如下:频度调节范围为1.72~23.8kHz,作为方波讯号源时频度调节范围为2.6~23.8kHz;信噪比调节范围为11.4%~94%;电流幅值调节范围为0~10.5V;电路的输出阻抗为224Ω。未接入幅值调节电路时的输出阻抗为l042Ω。所测参数与10仿真剖析结果基本接近。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

本文亦对电容C2分别取100nF和1μF时的应用电路进行了测试,综合测试结果剖析可知:图2圆形波发生器相邻两挡频度的可调范围相互覆盖,输出讯号的频度在16Hz~23.8kHz之间连续可调,电路实现了多频段的控制。HOZ物理好资源网(原物理ok网)

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