-函数信号发生器模拟电路课程设计.doc

目录1函数发生器的总方案及原理框图……………………………………（1）1.1电路设计原理框图…………………………………………………………（1）1.2电路设计方案设计…………………………………………………………（1）2设计的目的及任务……………………………………………………………（2）2.1课程设计的目的……………………………………………………………（2）2.2课程设计的任务与要求……………………………………………………（2）2.3课程设计的技术指标……………………………………………………（2）3各部分电路设计………………………………………………………………（3）3.1方波发生电路的工作原理………………………………………………（3）3.2方波---三角波转换电路的工作原理………………………………（3）3.3三角波---正弦波转换电路的工作原理…………………………（6）3.4电路的参数选择及计算…………………………………………………（8）3.5总电路图……………………………………………………………………（10）4电路仿真…………………………………………………………………………（11）4.1方波---三角波发生电路的仿真……………………………………（11）4.2三角波---正弦波转换电路的仿真…………………………………（12）5电路的安装与调试…………………………………………………………（13）5.1方波---三角波发生电路的安装与调试…………………………（13）5.2三角波---正弦波转换电路的安装与调试………………………（13）5.3总电路的安装与调试………………………………………………（13）5.4电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法…………（13）6电路的实验结果…………………………………………………………（15）6.1方波---三角波发生电路的实验结果…………………………（15）6.2三角波---正弦波转换电路的实验结果………………………（15）6.3实测电路波形、误差分析及改进方法…………………………（16）7实验总结……………………………………………………………………（17）8仪器仪表明细清单………………………………………………………（18）9参考文献………………………………………………………………………（19）1．函数发生器总方案及原理框图1.1原理框图1.2函数发生器的总方案函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件(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)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，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。本课题采用先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法，本课题中函数发生器电路组成框图如下所示：由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。2．课程设计的目的和设计的任务2.1设计目的1．掌握电子系统的一般设计方法2．掌握模拟IC器件的应用3．培养综合应用所学知识来指导实践的能力4．掌握常用元器件的识别和测试5．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法2.2设计任务设计方波——三角波——正弦波函数信号发生器2.3课程设计的要求及技术指标1．设计、组装、调试函数发生器2．输出波形：正弦波、方波、三角波；3．频率范围：在10－10000Hz范围内可调；4．输出电压：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ>1V；3．各组成部分的工作原理3.1方波发生电路的工作原理此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+UT。Uo通过R3对电容C正向充电，如图中实线箭头所示。反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-Ut。随后，Uo又通