一、實驗目的
掌握正弦訊號發生器的設計方法。
掌握方波發生器的設計方法。
二、實驗內容及結果
實驗內容
設計一用於rfid讀卡器測試的幅移鍵控發生器(ask),其結構如圖4-1所示。正弦振盪器輸出頻率為125khz,幅度為3v;脈衝源輸出頻率為10khz。
實驗具體要求如下:
(1)設計電路,使用專業軟體繪製電路原理圖。
(2)闡述振盪器、脈衝源的設計原理,給出必要的引數計算過程;說明模擬開關電路的控制原理。
(3)對正弦振盪器進行**,給出**電路圖和正弦波輸出波形,驗證輸出頻率和幅度的正確性,給出誤差說明。
(4)對振盪源進行**,給出**電路圖和正弦波輸出波形,驗證輸出頻率的正確性,給出誤差說明。
(5)若所設計的方案中,模擬開關可以**,則對整機進行**,給出ask輸出**圖,說明波形的正確性。(選做)
實驗結果
(1)在下方列出所設計電路的原理圖(altium designer完成,確定電路中所有器件的型號和引數)
10khz方波(脈衝)發生電路圖:
125khz,3v正弦波發生電路:
(2)闡述振盪器、脈衝源的設計原理,給出必要的引數計算過程;說明模擬開關電路的控制原理。
振盪電路引數計算如下:
正弦電路同理引數計算如下:
之後經過帶通濾波器濾波,最終將方波變形為125khz,3v正弦波
模擬開關電路的控制原理:
模擬開關是一種三穩態電路,它可以根據選通端的電平,決定輸人端與輸出端的狀態。當選通端處在選通狀態時,輸出端的狀態取決於輸人端的狀態;當選通端處於截止狀態時,則不管輸人端電平如何,輸出端都呈高阻狀態。模擬開關在電子裝置中主要起接通訊號或斷開訊號的作用。
(3)對正弦振盪器進行**,給出**電路圖和正弦波輸出波形,驗證輸出頻率和幅度的正確性,給出誤差說明。
125khz,3v正弦波發生器multisim**:
圖3 正弦輸出波形**圖
誤差說明:
由**結果可以看出幅度為2.981v與3v非常接近,但波形與正弦波相比稍有失真,主要是由於電子元器件的引數選擇仍有不合理的地方導致的,引數的選擇仍有很大的需要改進的地方。
(4)對振盪源進行**,給出**電路圖和正弦波輸出波形,驗證輸出頻率的正確性,給出誤差說明。
10khz方波(脈衝)發生器multisim**:
圖4 方波輸出波形**圖
誤差說明:
由**結果可以看出方波(脈衝)輸出波形形狀良好,頻率正確,誤差較小。
(5)給出ask輸出**圖,說明波形的正確性。(若選用的模擬開關器件在**庫中不存在,可不進行ask**)
圖5 ask輸出**圖
三、實驗思考題
1、模擬訊號發生器的設計中,影響頻率準確性的因素有哪些?
答:1, 環境的溫度影響電子元器件的精度。
2, pcb板的大小,走線的方式。
3, 整合運放的選擇,器件引數的選擇。
4, 電器元件間的誤差導致。
5, 由於儀器、實驗條件、環境等因素的限制,測量不可能無限精確,測量值與客觀存在的真實值之間總會存在著一定的差異。
2、為什麼在高頻振盪器的設計中,通常不使用整合運放作為放大環節。
答:因為整合運放與三極體一樣都有頻率引數。由於運放都是由多級放大電路組成,其頻率特性在頻率高時就受到限制(元件越多分布引數影響越大),所以通用運放的高頻特性就受到限制。且容易產生大量的能量消耗和可能造成一些電路的混亂或者錯誤。
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