多种波形信号发生器设计

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1、电子技术课程设计报告多种波形发生器的设计学院：年级专业：学号：姓名：指导教师：完成时间：2011.06.30成绩：摘要对于电子学领域的产品，如诸如电话、电视机、收音机，都需要各种波形发生器，多种波形发生器可以说是电子领域最基础，最实际，最广泛的器材，本次设计的多种波形发生器需要用市电供电，产生方波、正弦波、三角波，输出波形可选择，频率可调，并且可以显示频率。电路采用变压整流滤波稳压电路来转换电压，用ICL8038函数发生芯片来产生三种波形，用计数器、锁存器、译码器、数码管组成频率显示电路。经过反复修改测试，电路已经基本达到了要求。关键字：波形发生器；频率可调；频率显示目录1设计任务31.1设

2、计目的和意义31.2设计任务要求32系统设计32.1总体方案设计32.2具体电路设计32.2.1直流稳压电源电路的设计32.2.2波形发生电路设计42.2.3频率显示电路的设计52.3总体电路82.4系统所用元器件93.系统调试与仿真103.1电压转换功能的调试103.2发生三种波形的功能103.3频率显示功能测试104总结114．1本系统的优缺点114.2心得体会12参考文献121设计任务1.1设计目的和意义波形发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域，可以说波形发生器已经成为众多领域中最基础的设备。因此，设计一种多种波形发生器，以满足不同的应用需求，具

3、有重要的意义。1.2设计任务要求要求设计一种多种波形发生器，能产生方波、三角波和正弦波三种波形，频率在1~100Hz之间连续可调，而且可以利用开关来选择输出波形，并将波形频率显示在数码管上。利用市电（220V，50Hz）供电。2系统设计2.1总体方案设计根据系统的要求，确定系统的总体方案如图1所示。直流稳压电源电路波形发生电路波形选择开关频率检测电路LED显示电路方波图1系统总体设计方案2.2具体电路设计2.2.1直流稳压电源电路的设计根据设计需要，要把市电(220V，50Hz)转换为10V的直流电压，直流稳压电源原理框图如图2所示。10V220V50Hz电源变压器整流电路滤波电路稳压电路图

4、2直流稳压电源原理框图直流稳压电源是提供直流电压的电源设备，主要由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。根据框图，在proteus中用分立元件搭建的仿真图如图3。图3直流稳压电源仿真图图中整流部分是单相桥式整流电路，滤波部分为电容滤波电路，稳压部分为串联稳压芯片ADJ，并由三个电压表分别测量输入市电电压、副线圈两端电压和输出端电压。2.2.2波形发生电路设计本次设计针对波形发生电路初步制定了以下三个方案：方案1：利用文氏桥振荡电路产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波转换成方波，最后用积分电路将方波转换成三角波。原理框图如图4。积分电路文氏桥振荡电路方波产生电路图4方案1波形发生转换电

5、路该方案结构简单，具有较好的正弦波和方波信号，但要通过积分电路产生同步的三角波电路，存在一定的困难。原因是积分电路的积分常数是不变的，而随着方波信号频率的改变，积分电路输出三角波幅度将同时改变，若要保持三角波输出幅度不变，则须同时改变积分时间常数的大小。方案2采用比较器产生占空比为1/2的方波，经积分电路产生三角波，最后利用折现近似法将三角波转换成正弦波。原理框图如图5.比较器产生方波积分电路正弦波产生电路图5方案2波形产生转换电路该方案将方波——三角波电路视为一体，比较器与积分器构成正反馈电路，解决了方案一存在的问题。但该电路结构较复杂，不便于调试。方案3：采用单片函数发生器芯片ICL80

6、38，可以灵活组成各种波形发生电路，并且频率可以方便调节，电路结构简单，便于仿真调试。因此，考虑到波形发生电路只是整体电路的一部分，为降低整体电路的复杂程度，并且能够方便调试，我选择了方案3来设计波形发生电路。仿真原理图如图6。图6波形发生电路原理图图中，ICL8038的6管脚接直流10V电压，当开关SW2拨到C4时，调整滑动变阻器RW可实现输出波形频率在1~100Hz范围内连续变化。将开关SW2拨到C2，可实现频率在100~500范围内变化。ICL8038的9、2、3管脚分别输出占空比为1/2的方波、正弦波、三角波，通过改变波形选择开关可选择波形。另外，调节RW1可调整正弦波的失真度，保证

7、正弦波的无失真输出。2.2.3频率显示电路的设计首先，所谓频率，就是就是周期性信号在单位时间(1s)内变化的次数．若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数为N，则其频率可表示为fx=N/T。因为波形发生器输出的三种波形频率相同，所以可以将ICL8038输出地方波由计数器累计单位时间内的信号个数，然后经译码，将测量结果显示在LED上。，频率测量显示电路主要由闸门电路，计数器电路，锁存器，时基电路，逻