高压正弦发生器的设计
正弦发生器课程设计
正弦发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解正弦波的基本概念，掌握正弦波的发生原理。
2. 学生能够运用所学的电子元件和电路知识，设计并搭建一个简易的正弦发生器。
3. 学生能够解释正弦波在电子技术中的应用和意义。
技能目标：1. 学生能够运用所学的电路知识，进行电路分析和设计，具备实际操作能力。
2. 学生通过实践操作，提高动手能力，培养问题解决能力和团队合作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对电子技术的兴趣和热情，激发创新思维。
2. 学生在学习过程中，树立正确的科学态度，严谨求实，勇于探索。
3. 学生在团队合作中，学会尊重他人，培养良好的沟通能力和团队协作精神。
课程性质分析：本课程属于电子技术领域，以实践操作为主，理论联系实际。
结合学生特点和教学要求，课程目标旨在培养学生的实际操作能力、问题解决能力和团队合作精神。
学生特点分析：学生为初中生，具备一定的电子元件知识和电路原理，但实践经验不足。
学生对新鲜事物充满好奇心，动手能力强，但注意力容易分散。
教学要求：1. 课程内容要紧密结合课本，注重实践操作，提高学生的实际操作能力。
2. 教学过程中，教师要以学生为主体，引导他们积极参与，培养问题解决能力和团队合作精神。
3. 教学评价要关注学生在知识、技能和情感态度价值观方面的具体表现，全面评估学生的学习成果。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 正弦波基本概念：- 正弦波的数学表达式- 正弦波的图形特征- 正弦波的应用领域2. 正弦发生器原理：- 正弦发生器的种类- 运算放大器在正弦发生器中的应用- 正弦波振荡电路的组成和原理3. 正弦发生器电路设计与搭建：- 电路元件的选择与应用- 电路图的绘制与分析- 搭建简易正弦发生器的步骤及注意事项4. 正弦波的应用实例：- 正弦波在通信领域的应用- 正弦波在音频设备中的应用- 正弦波在其他电子设备中的应用教学大纲安排如下：第一课时：1. 正弦波基本概念2. 正弦发生器原理第二课时：1. 正弦发生器电路设计与搭建2. 正弦波的应用实例教学内容与教材关联性：本教学内容紧密结合教材中关于正弦波及其发生器的内容，按照科学性和系统性进行组织，旨在帮助学生掌握正弦波基础知识，学会设计和搭建正弦发生器，并了解正弦波在实际应用中的重要性。
基于dds技术的高频正弦波发生器的设计
基于DDS技术的高频正弦波发生器的设计摘要：以混合信号单片机C8051F020及DDS芯片AD9834为核心，采用直接数字合成（DDS）技术完成多功能高频正弦信号发生器的设计。
该正弦信号发生器可输出可调频稳定正弦信号，频率最高可达15MHz，频率步进为100Hz、1KHz、10KHz三级步进，在50欧姆电阻负载情况下输出电压峰峰值在2.54V至10.40V之间；同时可以产生模拟调幅（AM）信号、模拟调频（FM）信号、二进制ASK、PSK、FSK信号。
其中：AM信号的调制度可以10%步进调节，FM信号最大频偏可以在 5 KHz/10KHz之间选择。
1 引言正弦信号应用极为广泛，通常作为标准信号，用于电子学性能实验及参数测量，故要求正弦波信号发生器输出波形具有较高的精度、稳定度及低失真度。
产生正弦信号的方法很多，可以采用函数发生器MAX038或ICL8038集成芯片外接分立元件来实现，通过调节外接电容或电阻来设置输出信号频率。
但输出信号受外部分立器件参数影响很大，且输出信号频率不能太高，同时无法实现频率步进调节。
另外，采用FPGA+D/A可实现正弦信号发生器的设计，同时可实现频率步进调节，但当输出高频信号时，需要高速D/A来配合工作。
本文采用直接数字合成（DDS）技术，采用专用集成芯片AD9834作为正弦波产生模块，由C8051F020作为控制器来完成整个系统的设计。
实验结果显示：输出信号频率在 1 KHz 至15 MHz，且无明显失真，输出信号频率实现100Hz、1KHz、10KHz三级步进调节；在50欧姆电阻负载情况下，输出电压峰峰值在2.35V至10.45V之间；同时可实现模拟调幅信号（AM）、模拟调频信号（FM）、二进制幅移键控信号（ASK）、二进制频移键控信号（FSK）及二进制相移键控信号（PSK）的输出；AM信号的调制度以10%步进调节；FM信号最大频偏为5KHz/10KHz可选。
2 系统设计系统总体框图如图1所示。
正弦波发生器设计
电子技术课程设计报告题目：正弦波发生器的设计专业：XXXXXXXXXXXX班级：XXXXXXXXXXX学号： XXXXXXX姓名：XX指导教师：XXXX设计日期：2010年12月3日正弦波发生器设计报告一、设计目的作用1. 培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。
2. 学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。
3. 进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。
4. 培养创新能力二、设计要求1. 用途广泛，能产生10 Hz ～ 400 Hz 的正弦波，要求掌握设计原理，对电路进行分析。
2. 控制便捷，通过调节电位器实现对频率的调节，了解一些元器件的用途。
3. 造价低廉，使用集成芯片，花费都很低，熟悉一些重要芯片的逻辑功能，以及对芯片进行设计连接。
4. 精度较高，通过对振荡器、计数器、加法器等集成电路的使用，使得电路的运行都是很精确的。
所以要对一些逻辑电路的进行运用。
三、设计的具体实现1、系统概述总体设计思路：电路原理：振荡器--- 扭环形计数器----逻辑模拟开关----加法器----滤波器----正弦波一．首先阐述正弦波振荡器起振条件及原理过程：正弦波振荡器起振条件：|AF|>1（略大于）结果产生增幅震荡振荡条件是=1幅度平衡条件||=1相位平衡条件ϕAF = ϕA+ϕF = ±2nπ正弦波振荡电路的组成判断及分类：（1）放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，电路获得一定幅值的输出值，实现自由控制。
（2）选频网络：确定电路的振荡频率，是电路产生单一频率的振荡，即保证电路产生正弦波振荡。
（3）正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于其反馈信号。
DSP课程设计--正弦信号发生器的设计
太原理工大学DSP课程设计：正弦信号发生器的设计学号：班级：姓名:指导教师:一、设计目的1、通过实验掌握DSP 的软件开发过程2、学会运用汇编语言进行程序设计3、学会用CCS 仿真模拟DSP 芯片，通过C ＣS 软件平台上应用C ５4X 汇编语言来实现正弦信号发生装置。
二、设计原理ﻫ 本实验产生正弦波的方法是泰勒级数展开法。
泰勒级数展开法需要的存储单元少，具有稳定性好,算法简单，易于编程等优点,而且展开的级数越多，失真度就越小。
求一个角度的正弦值取泰勒级数的前５项，得近似计算式:三、总体方案设计本实验是基于CCS 开发环境的。
CCS 是TI 公司推出的为开发TMS3２0系列DSP 软件的集成开发环境，是目前使用最为广泛的DSP 开发软件之一。
它提供了环境配置、源文件编译、编译连接、程序调试、跟踪分析等环节，并把软、硬件开发工具集成在一起，使程序的编写、汇编、程序的软硬件仿真和调试等开发工作在统一的环境中进行，从而加速软件开发进程。
通过ＣＣＳ软件平台上应用C5４X 汇编语言来实现正弦信号发生装置。
总体思想是:正弦波的波形可以看作由无数点组成，这些点与x 轴的每一个角度值相对应，可以利用D ＳP 处理器处理大量重复计算的优势来计算x 轴每一点对应的ｙ的值（在x 轴取Ｎ个点进行逼近）。
整个系统软件由主程序和基于泰勒展开法的ＳIN 子程序组成，相应的软件流程图如图。
))))((((981761541321 !9!7!5!3)sin(22229753⨯-⨯-⨯-⨯-=+-+-=x x x x x x x x x x x四、设计内容１、设置在Famiｌｙ下选择C55xx，将看到所有C５5xｘ的仿真驱动,包括软件仿真和硬件仿真;在Ｐlａtfｏrm下选择Sｉｍｕｌａtoｒ,在Aｖaｉlable Fａｃtｏry Ｂoards中只显示软件仿真驱动，选中相应的驱动；双击C55xx Ｒev4.0CPU FuncｔionａｌSimuｌaｔoｒ,可以在My Syｓｔem 下看到所加入的驱动；点击Ｓave & Ｑｕiｔ，将保存设置退出Seｔup CCStudio v３.１并启动运行CＣStudio。
正弦信号发生器设计思路
正弦信号发生器设计思路系统核心算法应该采用当前主流的设计思路DDS(数字频率合成技术)来解决，可以实现任意波形、频带内任意频率的输出。
与传统频率合成技术相比，在相对带宽、频率转换时间、高分辨力、相位连续性、正交输出以及集成化等一系列性能指标上都有强大的优越性。
而DDS的硬件基础则有常见的两个方案：一、以专用DDS芯片为硬件基础。
该方案集成化程度高，市场上即有现成的芯片，典型代表为美国ANALOG DEVICE公司生产的AD9850。
通过单片机（51单片机等）与其通信实现控制。
该方案成本低，稳定性高。
二、以大规模可编程逻辑器件（FPGA/CPLD）为硬件基础。
在众多可编程逻辑器件的设计指导书中都有DDS程序的源代码，甚至部分开发软件中直接含有现成的DDS模块。
通过编写程序可直接将DDS部分和控制部分整合在同一块可编程逻辑器件上。
自由化程度高。
以上两核心方案可根据性能、成本等实际情况进行选择。
可行性均已在实验中得到验证。
DDS前端为控制部分，一般用单片机或者可编程逻辑器件解决，用以实现频率调节的步进、波形变换、基本参数的显示（LCD液晶屏）。
DDS后端接入DA，即把数字量转为模拟量。
为实现10V以上的输出，可以采用双DA方案或者接功放电路的方案。
站在成本角度上来说，一般采用功放电路。
在输出前必须通过低通滤波器，以滤走高频分量，由于设计中最大频率达到20M，一般采用无源方案（LC滤波器），设计7阶以上的切比雪夫滤波器。
滤波器各参数可以用归一化算法求得，无需繁杂计算。
整个系统设计思路如上，但在整个设计中，仍需考虑以下几个问题。
1、高频情况下电磁兼容的问题。
在高频情况下，信号易受干扰，会失真。
常见解决办法是设计专业的高性能的PCB板，在原件布局、走线上均会考虑到位。
2、器件成本问题在外围电路中，运算放大器、DA都需要高带宽（大于20M），伴随着性能指标的增大，器件成本也会有相应的提高。
3、频率变换问题由于通信位数的限制，频率变换只能实现步进，而不是任意输入—输出。
正弦波信号发生器制作ppt
5、注意:集成运算放大器电源端要加入滤波电容。
正弦波发生器所用元件
1、14脚IC座;集成运算放大器LM324。 2、10k电位器。 3、电阻若干。 4、二极管1N4148、 5、电容若干。
电压比较器及弛张振荡器
UrH ui UoL
(b)
图7–52迟滞比较器电路及传输特性 (a)电路; (b)传输特性
F正
Uf Uo
R1 R1 R2
(7–59)
电路中R及带温度补偿得稳压管(VZ1、
VZ2)组成输出限幅电路,使输出电压得高
低电平限制在±(UVZ+UVD)。下面我们来
分析该电路得传输特性。
因为信号加在运放反相端,所以ui为负
例1:
⑴、试分析D1、D2自动稳幅原理; ⑵、估算输出电压V0m;(VD=0、6V) ⑶、试画出若R2短路时,输出电压V0得波形; ⑷、试画出若R2开路时,输出电压V0得波形;
解: ⑴、稳幅原理 当v0幅值很小时, D1、D2
接近开路,R’3=2、7K。
AV R2 R3' R1 / R1 3.3
UrH
ui
UoL
(b)
图7–54同相输入迟滞比较器及其传输特性 (a)电路;(b)传输特性
7–4–2弛张振荡器
弛张振荡器即方波–三角波产生器。 对于方波信号发生器,其状态有时维持不 变,而有时则发生突跳。为区别于正弦振 荡器,人们将这种有张有弛得信号发生器 称之为弛张振荡器。
弛张振荡器必须就是一个正反馈电路, 它由两部分组成:一部分就是状态记忆电 路;另一部分就是定时电路,即控制状态转 换时间得电路。如图7–55所示,一般用迟 滞比较器作为状态记忆电路,而用积分器 作为定时电路。
正弦信号发生器实验报告
正弦信号发生器实验报告引言本实验旨在设计并构建一个正弦信号发生器，用于产生具有特定频率和振幅的正弦波信号。
正弦信号在电子工程中具有广泛的应用，如通信系统、音频设备和信号处理等。
本实验将介绍设计思路、所需材料和步骤，以及实验结果和讨论。
设计思路为了设计一个正弦信号发生器，我们需要以下主要组件：1.振荡电路：产生正弦波信号的核心部分。
2.振幅调节电路：用于控制输出信号的振幅。
3.频率调节电路：用于控制输出信号的频率。
我们将使用基本的集成电路和电子元件来实现这些功能。
接下来，我们将逐步说明每个组件的设计和实现。
所需材料在开始实验之前，我们需要准备以下材料和工具：1.集成电路：例如操作放大器（Op-amp）。
2.电容器和电阻器：用于构建振荡电路和调节电路。
3.面包板：用于连接电子元件。
4.电源：为电路提供所需的电能。
5.示波器：用于测量信号的振幅和频率。
实验步骤1.第一步：振荡电路设计和构建–选择一个合适的振荡电路拓扑，如RC振荡电路。
–计算并选择所需的电容器和电阻器数值。
–使用面包板将电容器、电阻器和集成电路连接起来。
2.第二步：振幅调节电路设计和构建–选择一个合适的振幅调节电路拓扑，如非反相放大器。
–根据需要的振幅范围计算并选择所需的电阻器数值。
–使用面包板将电阻器和集成电路连接起来。
3.第三步：频率调节电路设计和构建–选择一个合适的频率调节电路拓扑，如电阻-电容调谐电路。
–根据需要的频率范围计算并选择所需的电容器和电阻器数值。
–使用面包板将电容器、电阻器和集成电路连接起来。
4.第四步：电源和示波器连接–将电源连接到电路以提供所需的电能。
–将示波器连接到电路以测量输出信号的振幅和频率。
5.第五步：实验验证和调试–打开电源，并使用示波器观察输出信号。
–调节振幅和频率调节电路，验证是否可以在所需范围内调节信号的振幅和频率。
实验结果和讨论经过实验验证和调试，我们成功设计和构建了一个正弦信号发生器。
该信号发生器能够在所需的频率范围内产生具有可调节振幅的正弦波信号。
一种高速正弦信号发生器的设计
关键 词 ：信 号发 生 器 ；泰 勒级 数 ；正 弦信 号 ；Ｔ ３ ０ ５ ０ ；Ｔ Ｃ ２ Ａ ０ ＭＳ ２ Ｃ ４ ２ Ｌ ３ ０ Ｄ５ Ｃ
中图分类号：Ｔ １ Ｎ９１
文献标识码 ：Ａ
文章鳊号：１０ － ５９（ ０ １ ６ ０５ － ２ ０７ ９９ ２ １ ）１— ０４ ０
计 算 机光 盘软 件 与应用
工 程 技 术
Ｃ ｍ ｕ ｅ Ｄ Ｓ ｆ ｗ ｒ ｎ ｐ ｌｃ ｔｏ ｓ ｏ ｐ ｔｒ Ｃ ｏ ｔ ａ ｅ ａ ｄ Ａ ｐ ａ ｉｎ ｉ
２ １ 年第 １ ０１ ６期
一
种高速正弦信号发生器的设计
邓 小 楚 （ 北 职 业 技 术 学 院机 电 工程 工 学 院 ，湖 北 孝 感 湖
４２ ０ ３ ００）
摘 要 ：文章 提 出了基 于高速 Ｄ Ｐ芯 片 Ｔ ３ ０ ５ ０ Ｓ ＭＳ ２ Ｃ ４ ２实现正 弦信 号发 生 器 的设计 原理 与 方法 ，介绍 了所 设计 的正 弦 信 号发 生器 的硬件 结构 电路 图和软件 程序 结 构 图。结合 ＤＳ Ｐ硬 件特 性 ，通过 使 用泰 勒级 数展 开 法得 到设 定 参数 的正 弦波 波
Ｄ ｅ ｉ ｎ ｆｔ ｉ ｈ Ｓｐｅ ｄ Ｓ ｎｅＳ ｇ ｌＧｅ ｒ ｔ ｓｇ ｏ ｈｅＨ ｇ ｅ ｉ ｉ ｎａ ｎｅ ａ ｏｒ
Ｄｅｎｇ Ｘｉ ｈｕ ａｏｃ
（ ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｌ ｔ ｎＥ ｇｎ ｅ ｉ ｅ ａｔ ｎ， ｕ ｅ Ｐ ｌ ｅ ｈ ｉ Ｉ ｔ ｕｅＸａ ｇ ｎ ４ ２ ０ ， ｈｎ ） Ｍｅ ｈ ｎ ａ ａ ｄＥ ｅ ｒ ｎ ｉ ｒ ｇＤ ｐ ｒ ｃ ｃｏ ｅ ｎ ｍｅ ｔ ｂ ｉ ｏｙ ｃ ｎｃ ｎ ｉ ｔ ，ｉｏ ａ ３ ０ ０ Ｃ ｉ Ｈ ｔ ｓｔ ａ
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摘要本次课程设计内容是：设计高压正弦发生器，此高压正弦发生器必须包括两部分电路。
一是正弦信号产生电路由运算放大器和一般的RC振荡器组成实现频率调节，二是高压放大部分由电压跟随器及三极管放大电路和反相比例运算放大器电路实现了高压调频的效果。
要求输出频率可调，输出幅度可调。
所以本次设计是由正弦信号产生电路和电压跟随器及三极管放大电路还有反相比例运算放大器的电路三部分构成。
特点是：正弦信号产生部分，其中频率调节功能是通过调节双联可变电容其实现的。
电压跟随器是为了增大下一级的输入电阻减小输出电阻，同时作为缓冲级，是高压放大部分不受信号产生部分的影响，同时共射极放大电路放大正弦电压信号，是信号幅度增强，信号更容易被高压部分采集。
关键字：正弦信号；电压跟随器；反相比例放大器；高压信号；第II 页共21页目录摘要-----------------------------------------------------------------------------------------------II 第1章绪论 (1)第2章总体方案设计 (2)2.1高压正弦发生器的设计要求和技术指标 (2)2.2方案论证与选择 (2)2.3总体设计方案框图及分析 (4)第3章高压正弦发生器各单元电路 (6)3.1正弦波发生电路的设计 (6)3.2电压跟随器及放大电路 (8)3.3反相比例运算放大电路 (9)第4章高压正弦发生器整体电路设计 (11)4.1整体电路及工作原理 (11)4.2电路参数计算 (12)4.3整体电路分析 (14)第5章课程设计总结 (15)第1章绪论高压正弦波发生器广泛应用于工业生产、科学实验和日常生活等各个领域中。
而且高压正弦波发生电路常常作为信号源被广泛应用于无线电通信以及自动测量和自动控制等系统中。
电子技术实验中经常使用中的低频信号发生器就是一种正弦波振荡电路。
大功率正弦波振荡电路还可以直接为工业生产提供能源，例如高频加热炉的高频电源。
此外如超声波探伤，无线电和广播电视信号发生器的发送和接收等，都离不开高压正弦波振荡电路。
另外据国家电网《安全操作规程》的规定，高压验电器在使用前必须在有电的高压线路或工频高压发生器上进行实验，确认高压验电器工作良好后再进行对高压线路验电检测。
高压正弦发生器，具有对验电器启动电压的检测功能，该发生器可以输出纯正弦波50Hz工频高压，更真实的模拟了国家电网电压的电气参数，开机输出低电压功能，确保操作人员更安全。
该发生器同时可以产生10HZ-1KHZ，同时幅值在1-100伏的交流电压，可以满足不同的实验室工程技术等使用需要，为人们的生产生活带来了极大的方便。
第2章总体方案设计2.1高压正弦发生器的设计要求和技术指标设计要求：(1)分析设计要求，明确性能指标。
必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。
(2)确定合理的总体方案。
对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。
(3)设计各单元电路。
总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。
(4)组成系统。
在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。
设计参数：(1)设计并制作一台高压信号发生器。
包括正弦信号产生电路和高压放大电路部分。
(2)线性失真度不大于0.5%.(3)输出正弦信号频率范围10Hz—1KHz可调，输出信号幅度1-100V可调。
2.2方案论证与选择高压正弦发生器由正弦波振荡电路和运算放大电路两部分构成.其中正弦振荡电路主要通过放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅网络环节产生正弦信号，而运算放大电路将正弦振荡电路产生的正弦波的峰值进行放大，从而达到输出高压的目的。
2.2.1正弦波产生方案的选择：方案一：使用RC桥式振荡电路。
该电路以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络，以电压串联负反馈放大电路为放大环节，具有振荡频率稳定，带负载能力强，输出电压失真小，实现简单，易于调试等优点。
图2.1 RC 振荡电路产生正弦波方案二：使用LC 振荡电路与RC 桥式正弦波电路的组成。
该电路原则在本质上是相同的，只是选频网络采用LC 电路。
在LC 振荡电路中，引入正反馈后，使反馈电压作为放大电路的输入电压，以维持输出电压，从而现成正弦波振荡。
由于LC 正弦波振荡电路的振荡频率较高，所以放大电路多采用分立元件电路，必要时还应采用共基电路。
采用三极管等分立元件实现，使用灵活，成本比集成运放芯片小的多，但电路设计难度大，实际调试过程也比较复杂，因此选择方案一。
2.2.2 放大电路方案的选择：方案一正弦信号产生后经变压器放大后,送入运放直接放大，优点：电路结构简单，缺点由于信号的频率变化较大，变压器中容易产生漏感，结果引起较大的感抗，信号输出后受到较大影响。
如图2.2.2所示:图2.2 变压器实现放大 高压集成运放构成的放大和幅值可调电路变压器放大方案二该方案中在正弦信号产生电路和高压放大电路之间加入了电压跟随器，是高压放大部分不受正弦震荡部分影响，同时起缓冲作用，另外加了共射极放大，是信号的幅值变化范围更大，又由于共射集放大电路的V o 和Vi 反相，所以用一个反相电路，使V o 和Vi 同相 ,因此采用方案二。
原理图如图2.2.3所示:图2.3 模拟电路实现的放大电路2.3 总体设计方案框图及分析2.3.1 总体设计方案框图电压跟随作为缓冲级 高压集成运放构成的放大和幅值可放大倍数为1 的反相放大电路共射极电压放大RC 串并联反馈及选频网络(10Hz —1kHz) 集成电路放大电路 稳幅及反馈控制电路(1V —100V)高压放大装置 高压正弦信号2.3.2原理分析高压正弦发生器主要由三部分组成.正弦信号产生部分，通过RC串并联反馈及选频电路，集成电路放大电路，稳幅及反馈控制电路，产生正弦信号，正弦信号的峰值为Uo，通过反比例放大电路对峰值进行放大，产生高压正弦放大信号。
其中频率调节功能是通过调节双联可变电容其实现的。
电压跟随器是为了增大下一级的输入电阻减小输出电阻，同时作为缓冲级，是高压放大部分不受信号产生部分的影响，同时共射极放大电路放大正弦电压信号，使信号幅度增强，信号更容易被高压部分采集,在将信号送给放大电路前,经过反相放大电路,使输出电压与输入电压相位相同。
第3章高压正弦发生器各单元电路3.1正弦波发生电路的设计本设计采用RC选频网络构成的RC振荡电路，它一般用于产生1HZ～1MHZ 的低频信号，由RC选频网络组成的常用正弦波振荡电路有多种形式，如：桥式振荡电路、移相式振荡电路和双T网络式电路等类型，因为其中桥式振荡频率稳定、输出波形失真小等优点，所以在本设计方案中正弦波的产生采用的是桥式振荡电路。
RC桥式振荡电路的原理电路如图3.1.1所示，这个电路是由RC串并联选频网络F V 和放大电路A V结合起来而构成。
A V放大电路为由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入阻抗高和输出阻抗低的特点。
由图可知，选频网络F V 则由RC串并联电路组成，同时兼作正反馈网络。
选频网络Z1、Z2和R f、R1形成一个四壁电桥，电桥的对角线顶点接到放大电路的两个输入端，桥式振荡电路由此得来。
图3.1 RC振荡电路原理图图3.2 RC振荡电路仿真图因为要求输出信号的频率在10Hz—1KHz之间可调,所以在此原理上加以改进,使其成为频率可调的振荡电路.原理图如图3.1.2所示, 可变电阻器R10，和R1构成同轴双调电位器，它们和C2 ,C1构成串并联文氏桥正弦信号发生器，运放741同相端接选频网络的腰，实现同时调节电路的频率。
而反相输入端由场效应管VT组成的稳幅电路来稳定幅值，从运算放大器输出的正弦信号经二极管VD1，VD2整流后，加至VT的栅极，如果输出信号的幅值发生波动，则场效应管的源极漏极阻抗相应会发生改变，比如，当幅值增加时，栅源电压变负，将增强负反馈，反之亦然。
结果引起运放相应发生变化，从而信号稳定输出。
3.3频率可调正弦波震荡电路3.2电压跟随器及放大电路运算放大器LM324构成电压跟随器，实现电压跟随缓冲，增加输入电阻减小输出电阻，R1是基极偏置电阻，R2是集电极的偏置电阻，作用是为三极管9018提供可靠的静态工作点，保证电压放大顺利进行。
R3是发射极反馈电阻，是电路更稳定，C1是旁路电容。
C2是耦合电容。
正弦信号由此处输出是和输入信号是反相的。
3.4电压跟随器及其放大电路原理图3.3反相比例运算放大电路该部分为高压电路放大部分，运算放大器采用高压运放3580J，耐压值最高在150伏，因此运算放大器的电源应该为正负150伏，使用时应将外壳接地。
该电路构成反相比例运算放大电路，增益A=-Rf/R2,其中R1是可调电阻器，R2阻值不变，因此可以实现增益不断调节，从而实现正弦信号的幅值不断变化。
因为是反相比例运算放大电路，所以经共射极后的信号到此处和输入信号同相。
至此达到本次课设的全部技术参数要求。
图3.5 反相比例运算放大电路原理图第4章高压正弦发生器整体电路设计4.1整体电路及工作原理如图4.1.1电路由运放741等构成频率可调的正弦信号经运放的8脚输入至运放LM324的同相输入端，进行电压跟随，同时是下一放大极不受信号发生电路的影响，信号进入由三极管9018构成的共射极放大，信号至此反相，有输入值耐高压运放的反响输入端，信号和输入信号同相，幅值被放大。
同时调节R12可以调节信号的幅值，调节同轴可变电阻可以调节频率。
4.1整体电路原理图图4.2 高压正弦发生器仿真效果图4.2电路参数计算由图3.1可知在ω=ω0=RC1时，经RC反馈网络传输到运算放大器同相端的电压Vf 与输出电压Vo同相，即有：ϕf=0°，ϕa+ϕf=2nπ，满足相位平衡条件因而有可能振荡。
为了能起振AV =RR f111+〉3,即Rf1〉2R1，可选R f1=3KΩ,R1=1KΩ,反馈系数F V=1/3；（2）由于使输出幅度越来越大，最后受电路中非线性元件的限制，使振荡幅度自动稳定下来。
此时AV =3达到AV F V=1；（3）当选取R=1KΩ,C=1μF时频率f=1/(2πRC)≈159HZ，适当调整负反馈的强弱，使AV略大于3时，其输入波形为正弦波；（4）Z1、Z2分别为RC串联和并联所产生的阻抗，则有：Z1=SCR1+=SCSCR+1Z2=SCRSCR11+=SCRR+1频率调节：C5=C6=0.56UFf=当f=10HZ时，代入公式R=R=28.4千欧姆当f=1000HZ时，同理R=284千欧姆。