函数信号发生器设计

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1、函数信号发生器设计一实验内容1、基本要求：1）设计制作一个可输出正弦波、三角波和方波的函数信号发生器。2）输出频率能在10HZ—10KHZ范围内连续可调，无明显失真。3）方波输出电压Upp<20V、三角波Upp=6V、正弦波Upp>1V。4)设计、组装、调试函数发生器2、设计目标：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3、电路仿真电路设计完成后，用仿真软件Multisim进行电路的仿真，

2、记录仿真过程，分析仿真结果，对电路进行完善。电路安装、调试进行电路的焊接二实验原理1、原理框图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、各组成部分的工作原理a)方波---三角波转换电路的工作原理方波—三角波产生电路(线6处输出电压UT、7处输

3、出电压为Uo2)工作原理如下：若a点断开，运算发大器A1与R1、R2及R3、组成电压比较器，C1为加速电容，可加速比较器的翻转。运放的反相端接基准电压，即U-=0，同相输入端接输入电压Uia，R1称为平衡电阻。比较器的输出Uo1的高电平等于正电源电压+Vcc，低电平等于负电源电压-Vee（

4、+Vcc

5、=

6、-Vee

7、）,当比较器的U+=U-=0时，比较器翻转，输出Uo1从高电平跳到低电平-Vee,或者从低电平Vee跳到高电平Vcc。设Uo1=+Vcc,则U+=[R1/(R1+R2)]*(+Vcc)+[R2/(R1+R2)]

8、*Uia=0将上式整理得比较器翻转的下限门Uia-为Uia-=-(R1/R3)*Vcc若Uo1=-Vee,则比较器翻转的上限门Uia+为Uia+=(R1/R2)*Vcc比较器的门限宽度Uh=2(R1/R3)*Vcca点断开后，运放A2与R6、R12、C1及R5组成反相积分器，其输入信号为方波Uo1，则积分器的输出Uo2为Uo2=[-1/(R6+R12)]*∫Uo1(dt)　时，Uo2=[-Vcc/(R6+R12)C1]*t时，Uo2=[Vcc/(R6+R12)C1]*t可见积分器的输入为方波时，输出是一个上升速度与下降速度

9、相等的三角波.a点闭合，既比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，则自动产生方波-三角波。三角波的幅度为Uo2=(R1/R2)*Vcc方波-三角波的频率f为F=[R2/4R1(R6+R12)*C1]由以上两式可以得到以下结论：1.电位器R12在调整方波-三角波的输出频率时，不会影响输出波形的幅度。若要求输出频率的范围较宽，可用C1改变频率的范围，P12实现频率微调。2.方波的输出幅度应等于电源电压+Vcc。三角波的输出幅度应不超过电源电压+Vcc。b)三角波---正弦波转换电路的工作原理（1）图为实现三角波——正弦波变换的电

10、路。c)电路的参数选择及计算1、方波-三角波参数Uo2=Uo1*R1/R2(1/C)∫[Uo1/(R12+R6)](dt)根据方波Upp<20V,三角波Upp=6V三角波的频率F为F=[R2/4R1(R6+R12)*C1]可见F与C成反比，若要得到10HZ—10KHZ,C1为0.001，Uo1=Vcc,所以R1/R2=Uo2/Vcc=3/12=1/4设R1=5.1K,则R2=20K,R6=1K.2、三角波—正弦波参数恒电流由R11提供，恒定电流：Io=Vee/R11、差分放大器的静态工作点可通过观测传输特性曲线，调整RP4

11、及电阻R*确定。3总电路图三、电路仿真a)方波——三角波发生的仿真b)三角波——正弦波转换电路的仿真四、电路的安装1方波---三角波发生电路的安装1.按装方波——三角波产生电路1.把两块741集成块插入面包板，注意布局；2.分别把各电阻放入适当位置，尤其注意电位器的接法；3.按图接线，注意直流源的正负及接地端。2三角波---正弦波转换电路的安装1.按装三角波——正弦波变换电路1.在面包板上接入差分放大电路，注意三极管的各管脚的接线；3.接入各电容及电位器，4.按图接线，注意直流源的正负及接地端。五、电路实验结果频率范围幅值

12、Uo1Uo2Vc1Vc2Ve1Ve2六、实验总结上个学期我开设了《模拟电路》课，这门学科属于电子电路范畴，与我们的专业也都有联系，且都是理论方面的指示。正所谓“纸上谈兵终觉浅，觉知此事要躬行。”学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，在这次实验之前我只停留在基础知识上，并没有实践，通过