基于虚拟实验平台的模拟电子技术课程设计开发与仿真2 模拟电子, 系统仿真, 震荡波, 振荡器, 正反馈

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3．2．4 电路原理图及参数
    电路原理图如图1所示，电路参数如表1所示。

3．3 系统仿真与调试
3．3．1 振荡器电路粗调
    振荡电路如果设计和安装无误，接通电源即应起振。C3输出端可以得到正弦信号，若无震荡波形，一般有2个原因：一是无正反馈，二是闭环放大倍数小。首先检查正反馈支路是否接通，元件是否连接正确。然后则可增大R1，提高闭环增益。若仍不起振，则应检查运算放大器性能是否正常。如果增大R1后电路起振，说明负反馈太大，可适当加大R1使振荡波形稳定。正常情况下，改变R1能控制输出幅度，调节双连电位器能改变频率，并且波形无明显失真。
    振荡电路基本上正常工作后，测试射极输出器静态工作点是否与设计值相符。T2、T3均应处在导通状态，VCQ3=8 V，若有偏离可适当调节R6。静态调好后，连通C3，输出端应有完好的正弦波形。若出现波形失真，说明射极输出器静态工作不适合，需要重新调试。
3．3．2 振荡频率调节
    振荡器的频率主要由RC值决定的。当确定C后，改变R值从最小到最大，应满足200 Hz～2 kHz或2～20 kHz的频率范围。若低频端达不到要求，说明R4+R5对Rmax的旁路作用大，应适当加大R4+R5的阻值。若高频率达不到要求，则可适当减小串联电阻680 Ω的阻值。
3．3．3 调节幅频特性
    一个性能良好的振荡器一定要有好的幅频特性。即在调节振荡频率时，输出电压的幅度保持不变。若随着振荡频率的改变，输出幅度有些变化时，可能有以下几方面原因：
    1)双连电位器不能严格同步。如果在调节电位器时，在不同的角度，2个阻值不相等，即文氏电桥中串联网络中电阻R和并联网络中的R不相等，使其传输系数，正反馈加强，输出幅度Vopp加大；若，正馈减弱，输出幅度Vopp减小。因此，幅频特性变差。可见，一定要选择能严格同步改变阻值的双连电位器。
    2)放大环节高频特性不好。首先运算放大器高频特性不好，就会随频率的升高，使Vopp减小。另外，运算放大器输入电容太大，当f= fmax时，由于这一电容的旁路作用，使正反馈减弱，从而使高频时Vopp降低，所以在选择运算放大器时，一定要保证高频特性好，同时要输入电容小的器件。
    3)R4+R5阻值不够大。R4+R5应当选大于串并联网路中的阻值最大值。这样才可以忽略其对网络旁路作用，尤其随着振荡频率下降，R值较大时，R4、R5旁路作用严重。所以文式电桥传输系数使输出幅度随频率下降而上升。此时，应R4+R5尽量大一些。
    4)调节输出幅度和波形输出幅的VOPP主要由场效应管偏压VGS和检波二极管正向压降以及分压电阻R2、R3来决定。从可知，当VD，|VGS|确定后，提高输出幅度可适当减小分压比。若R2、R3以及VD确定了，只好适当选取零漂移点偏压较大的场效应管。
    波形非线性失真的大小，通常与倍压检波输出的纹波大小和场效应管IDS～VDS曲线是否对原点对称等因素有关。为降低振荡波形的失真度，应适当加大检波器的时间常数，选择IDS～VDS比较理想的场效应管。同时还要注意选择转换速率SK较高，高频响应较好的运算放大器，以便减小高频时信号的非线性失真。如果输出幅度Vopp太大，还会因运算放大器或射极输出的动态范围不够而产生切波失真。此时，应注意减轻负载或减小输出幅度。
    利用Multisim软件进行仿真分析，通过改变参数，得到需要的音频信号。电路的起振过程及等幅振荡过程如图2和图3所示。

         

4 结束语
    基于虚拟实验平台设计的音频信号发生器能够得到频率范围较宽、波形较好，稳定度较高，而且振荡频率连续可调，更加实用。由于Multisim实用性强、界面简捷，同时又具有电路仿真速度更快，界面更加合理等优点，是在校大学生进行模拟电子技术课程设计的有力工具。通过这种综合训练，学生可以初步掌握电子系统设计的基本方法，也能够提高动手组织实验的基本技能，为以后进行毕业设计打下良好
的基础。