函数信号发生器的设计电路-函数发生器电路.doc

北华航天工业学院《电子技术》课程设计报告报告题目:信号发生器设计电路作设计一个能产生方波、三角波、正弦波得函数发生器,要求如下:1。输出波形频率范围为20Hｚ～20kHz且连续可调;2。正弦波幅值为0～５V之间可调,失真度小于2%；3。方波幅值为0～1２V之间可调;4.三角波峰值为0~5V之间可调。工作内容及时间进度安排第13周：周１-—-周3:立题、论证方案设计周4—-—周5:预答辩第１4周:周1-——周3：仿真实验周4———周5:验收答辩课程设计成果1．与设计内容对应得软件程序2。课程设计总结报告内容摘要本方案主要用集成运放ＬM324与UＡ７41等元器件设计组成一个简易函数信号发生器。该函数信号发生器主要由迟滞比较器、积分器电路、二阶RC有源低通滤波器电路等三部份组成.迟滞比较器电路形成方波,经积分器电路输出三角波,再经二阶RＣ有源低通滤波器电路形成正弦波,通过电源实现１~１２V可调,经过电位器实现频率调节.由此构成了一个简易得函数信号发生器。本实验主要通过使用Multisim、ｐｒotel软件等完成电路得软件设计。关键字:集成运放方波三角波正弦波目录一、概述………………………………………………………………1二、方案设计与论证………………………………………………………………2１。方案一……………………………………………………………………22．方案二………………………………………………………………………2三、单元电路设计与分析…………………………………………………………２1.迟滞比较器32．积分器…………………………………………………………33。低通滤波器…………………………………………………………………３四、总原理图及元器件清单……………………………………………………4五、结论…………………………………………………………………………6六、心得体会……………………………………………………………………６七、参考文献……………………………………………………………………6一、概述通过集成运放构成迟滞比较器、积分器与低通滤波电路,依次分别输出方波、三角波、正弦波。通过调节电压源或滑动变阻器,可改变波形得幅值与频率。二、方案设计与论证函数发生器一般就是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形得电路或仪器.根据用途不同,有产生三种或多种波形得函数发生器，使用得器件可以就是分立器件(如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路（如单片函数发生器模块80３8)。产生正弦波、方波、三角波得方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波-方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。１。方案一采用分立器件实现电路组成,主要得部件有双运放uA741运算放大器、电压比较器、积分运算电路、二阶低通滤波电路、选择开关、电位器与一些电容、电阻组成．该方案由三级单元电路组成得，第一级单元可以产生方波,第二级可以产生三角波,第三级可以产生正弦波．2.方案二采用集成电路实现，主要部件有高速运算放大器LＭ３18、单片函数发生器模块5G80３８、选择开关、电位器与一些电容、电阻组成.该方案通过调节不同电位器可调节函数发生器输出振荡频率大小、占空比、正弦波信号得失真,可产生精度较高得方波、三角波、正弦波，且具有较高得温度稳定性与频率稳定性.3.方案比较与选择方案二采用芯片虽然精度较高,温度稳定性与频率稳定性比较好,而它们只能产生3０0kHz以下得中低频正弦波、矩形波与三角波,且频率与占空比不能单独调节，从而给使用带来很大不便,也无法满足高频精密信号源得要求。uA7４1就是美国仙童公司较为早期得产品，由于其性能完善，如差模电压范围与共模电压范围宽,增益高,不需外加补偿,功耗低,负载能力强,有输出保护等，因此具有较广泛得应用。uA7４1这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护与闭锁自由运作,可以方便得输出精度较高得方波、三角波、正弦波.综上所述，本课题选用方案一。三、总原理图及元器件清单1。总原理图多波形信号发生器方框图如下图所示:比较器积分器低通滤波器总原理图如下所示：本课题采用由集成运算放大器组成得方波-三角波—正弦波函数发生器得设计方法。并采用先产生方波-三角波,再将方波变换成正弦波得电路设计方法：由比较器与积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出得方波经积分器得到三角波,方波到正弦波得变换电路主要由低通滤波电路来完成.2、各组成部分得工作原理2、1方波发生电路从一般原理来分析,可以在滞回比较器电路得基础上,靠正反馈与RC充放电回路组成矩形波发生电路,由于滞回比较器得输出只有两种可能得状态,高电平或低电平，两种不同得输出电平式RC电路进行充电与放电，于就