1、 EDA技術課程設計報告 壓控振蕩電路的設計學生姓名：徐昌、吳天宇、汪小玲 指導教師： 許長安 所 在 系： 電子工程系 所學專業： 電子信息工程 年 級： 2012 2014 年 6 月目 錄一、設計任務與要求2二、元器件清單及簡介3三、設計原理分析5四、設計中的問題及改進8五、總 結9六、參考文獻9壓控振蕩電路的設計一、設計任務與要求1.1課程設計的研究內容 本課題的主要研究內容是采用集成運算放大器設計壓控振蕩器的電路，并使用multisim仿真工具對其進行仿真。包括壓控鋸齒波發生器電路、壓控矩形波發生器電路、壓控三角波發生器電路、壓控方波發生器電路。設計中要掌握電子電路設計的基本方法包括

2、設計步驟、設計公式、參數計算及電子元器件的選擇，掌握multisim在電子電路設計中的應用。1.2 壓控振蕩器設計要點壓控振蕩器一般分為晶體壓控振蕩器和LC壓控振蕩器對于各種用途的晶體壓控振蕩和LC壓控振蕩，設計時應考慮的指標大體上可以分為以下幾個方面：1、用運算放大器構成以壓控振蕩電路（VCO）將模擬電壓轉換成頻率。2、對上述頻率進行計數并顯示（用兩位數碼管即可）。3、模擬電壓可以是直流源，也可以是鋸齒波。4、運算放大器構成的積分器和滯回比較器。5、利用74ls160D芯片級聯來連接兩個數碼管。二、元器件清單及簡介2.1電路元器件的選擇表5-1 壓控矩形波電路元器件選擇原件名稱原件標注參數型

3、號集成運放UA1LM324AJ集成運放U2COMPARATOR_VIRTUAL電阻R150K電阻R250K電阻R31K電阻R40.5K電阻R510K電阻R610 K電容C110nF電源VEE-15V電源VCC15V電源V1-9V穩壓管D21N6025B穩壓管D31N6025B示波器XSC1二極管D1DIODE_VIRTUAL十進制計數器U3、U674LS160D2個數碼管U4DCD_HEX_BLUE2個2.2壓控振蕩器部分元器件介紹 圖2.1 multisim中電阻元器件電阻，它是導體的一種基本性質，與導體的尺寸、材料、溫度有關。電阻的基本單位是歐姆，用希臘字母“”表示。有這樣的定義：導體上加

4、上一伏特電壓時，產生一安培電流所對應的阻值。電阻的主要職能就是阻礙電流流過。它的作用有限流，分流，分壓。 圖2.2 multisim中穩壓二極管元器件 穩壓二極管的作用，穩壓二極管也稱齊納二極管或反向擊穿二極管，在電路中起穩定電壓作用。它是利用二極管被反向擊穿后，在一定反向電流范圍內反向電壓不隨反向電流變化這一特點進行穩壓的。圖2.3 multisim中二極管元器件二極管的主要特性是單向導電性，也就是在正向電壓的作用下，導通電阻很??；而在反向電壓作用下導通電阻極大或無窮大。 圖2.4 multisim中電容元器件所謂電容，就是容納和釋放電荷的電子元器件。電容的基本工作原理就是充電放電

5、， 當然還有整流、振蕩以及其它的作用。另外電容的結構非常簡單，主要由兩塊正負電極和夾在中間的絕緣介質組成，所以電容類型主要是由電極和絕緣介質決定的。 圖2.5multisim中三端集成運算放大器元器件運算放大器（常簡稱為“運放”）是具有很高放大倍數的電路單元。在實際電路中，通常結合反饋網絡共同組成某種功能模塊。運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現，也可以實現在半導體芯片當中。 三、設計原理分析3.1 壓控脈沖波發生器 脈沖波發生電路在測量、自動控制、通訊、無限電廣播和遙控等技術技術領域有著廣泛的應用，甚至在收音機、電視臺和電子表等日常生活用品也離不開它?？傊}沖波發生電路

6、廣泛用于工業生產、科學實驗和日常生活等各個領域中。3.2 壓控鋸齒波發生器電路設計仿真圖3.1 此電路直流源輸入的壓控振蕩電路，直流源經過積分器得到一個uo1的波形為鋸齒波，然后鋸齒波經過一個滯回比較器把鋸齒波轉變成脈沖波。積分器由電阻和電容以及運算放大器組成。滯回比較器由電阻和穩壓二極管組成。滯回比較器可用于產生矩形波、三角波和鋸齒波等各種非正弦波信號，也可用于波形交換電路。用于控制系統是，滯回比較器的優點是抗干擾能力強。當輸入信號受干擾或噪聲的影響而上下波動時，只要根據干擾或噪聲電平適當調整滯回比較器兩個門限電平UT+和UT-的值，就可以避免比較器的輸出電壓在高、低電平之間反復跳變。當集成

7、運放反向輸入端和同向輸入端的電位相等，即U+=U_時，輸出端的狀態將發生跳變。其中U_=UI最后把得到的脈沖波經過74ls160D兩個芯片級聯兩個顯示頻率的數碼管。 在輸出端利用示波器觀察波形，電壓表測量輸出電壓，頻率計測量頻率。仿真分析電路如圖3.1所示。 圖3.2 脈沖波仿真波形結果分析此圖為uo的波形圖，是個小的矩形脈沖圖此電路仿真圖參照模擬電子技術P460也電路圖，輸出的uo1為鋸齒波uo為矩形脈沖波，由于存在電阻阻值個其他因素的影響，脈沖不是太大，但是符合題目和老師的要求。四、設計中的問題及改進本次課程設計所設計的方案基本上能滿足要求。波形基本上沒有失真，測得的頻率和理論值很接近，輸

8、出電壓也在規定的范圍內。該電路由一個滯回比較器和積分器組成。集成運放和電阻集成運放和電阻R4和R5組成滯回比較器，但該設計也有一定得問題，在計算時由于沒有考慮二極管的導通電阻，因此計算的理論值和實際測得的數值會有一定的差距，而且還會因此產生一定的波形失真。由于二極管的導通電陰不可能為0，因此，選用不同的二極管會產生不同的結果，有時甚至會產生非常大的的偏差，波形嚴重失真。所以，在試驗過程中要選擇合適的二極管。使得因為二極管而產生的偏差盡量減小。試驗之初用的是-3V的直流源，脈沖波形非常小，頻率跳變太快，后來換成-9V的直流源后鋸齒波和脈沖波即為uo1和uo的波形，逐漸與理論值接近，波形越來越清晰

9、。五、總 結 在這次課程設計過程中，我也遇到了很多問題。比如在剛開始仿真時，矩形波發生電路畫出來之后，仿真結果是輸出波形是一條直線，頻率計和電壓表均沒有示數。接下來，我就仔細地檢查了一遍又一遍，最后終于在參考資料和同學的幫助下終于成功地仿真了結果。第二步，對上述頻率進行計數顯示時，我們總是沒理解概念，選錯了兩次的器件，最后還是在老師的指導慢慢解決的。這次課程設計讓我學到了很多有用的東西，我不僅是鞏固了先前學的模電的理論知識，而且也培養了我的動手操作能力，讓我學到了很多電腦上的應用技巧，這是我以前很少接觸的。更為重要的是這次課程設計開拓了我的視野，使我的創造性思維得到拓展。我感受到了知識的奧妙和學習的樂趣。此外，這也將對我以后踏上工作崗位也有一定得幫助。所以我希望今后類似這樣的課程設計，類似這樣的鍛煉機會能更多些！六、參考文獻 1童詩白主編模擬電子技術基礎（第四版）高等教育出版社， 20062閻 石主編數字電子技術基礎（第五版）高等教育出版社，