正弦波信号发生器设计(课设)

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1、课程设计I(论文)说明书(正弦波信号发生器设计)2010年1月19日摘要正弦波是通过信号发生器，产生正弦信号得到的波形，方波是通过对原信号进行整形得到的波形。本文主要介绍了基于op07和555芯片的正弦波-方波函数发生器。以op07和555定时器构成正弦波和方波的发生系统。Op07放大器可以用于设计正弦信号，而正弦波可以通过555定时器构成的斯密特触发器整形后产生方波信号。正弦波方波可以通过示波器检验所产生的信号。测量其波形的幅度和频率观察是否达到要求，观察波形是否失真。关键词：正弦波方波op07555定时器目录引言21发生器系统设计21.1系统设计目标21.2总体设计21.3具

2、体参数设计42发生器系统的仿真论证43系统硬件的制作44系统调试55结论5参考文献6附录71引言正弦波和方波是在教学中经常遇到的两种波形。本文简单介绍正弦波和方波产生的一种方式。在这种方式中具体包含信号发生器的设计、系统的论证、硬件的制作，发生器系统的调制。1、发生器系统的设计1.1发生器系统的设计目标设计正弦波和方波发生器，性能指标要求如下：1）频率范围100Hz-1KHz；2）输出电压>1V；3）波形特性：非线性失真<5%。1.2总体设计（1）正弦波设计：正弦波振荡电路由基本放大电路、反馈网络、选频网络组成。2图1.1正弦波振荡电路产生的条件是要满足振幅平衡和相位平衡，即AF

3、=1；φa+φb=±2nπ；A=X。/Xid;F=Xf/X。；正弦波振荡电路必须有基本放大电路，本设计以op07芯片作为其基本放大电路。基本放大电路的输出和基本放大电路的负极连接电阻作为反馈网络。反馈网络中两个反向二极管起到稳压的作用。振荡电路的振荡频率f0是由相位平衡条件决定的。一个振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件，这要求AF环路中包含一个具有选频特性的选频网络。f0=1/2πRC。要实现频率可调，在电容C不变的情况下电阻R可调就可以实现频率f0的变化。（2）方波设计：方波可以把正弦波通过斯密特触发器整形后产生。基于555定时器接成的斯密特触发器。设斯密特触发器输出波形为

4、V1，V2且V1>V2。输入正弦波v1从0逐渐升高的过程：v1<1/3Vcc时，输出v0=V1；当1/3Vcc2/3Vcc时，v0=V2；输入正弦波v1从高于2/3Vcc开始下降的过程：当1/3Vcc

5、；由f0=1/2πRC，在电容为0.1uF时。可以计算出1.59k2R1，选择R1=5.1k，那么R2>5.1k，所以选择阻值为20k的可变电阻。而在电源提供给芯片的电压中还有一些杂波，所以在接入C4、C5、C6起到滤波的作用。C7是起到积分的作用和隔直流的作用。总而使得方波的输出波形更加的稳定。原理图（见附录图d）2、发生器系统的仿真论证在实际制作之前，根据设计的原理图，通过m

6、ultisim10.0仿真软件进行仿真，完善原理图的设计。仿真原理图（见附录图a），通过示波器检测得到的正弦波形（见附录图b），通过示波器检测得到的方波形（见附录图c）；43、系统硬件的制作电路板的绘画可以通过DXP2004来完成，根据设计的电路绘制原理图（见附录）绘制出的原理图导出PCB，再通过人工的排序后，设置线条的大小和安全距离，自动布线，再对自动布线后的结构做必要的修改，只PCB板更加的美观（见附录）。根据PCB板做出电路板。并焊接。完成电路板硬件的制作。4、系统调制用万用表根据原理图线路的连接对电路板进行检测是否有短路、虚焊、断路现象。完成这些操作后，正确的把电路板接入

7、电源。用示波器检测波形的幅频特性和观察波形是否失真。开始调制时。由于设计的时候没有考虑到要频率的可调性，在选频网路中没有用到可调电阻，所以频率只能在一个频率点上，并不能满足频率可调的要求，根据频率的范围选择50k的级联电阻，使得选频网络中的电阻能够达到同步可调。用级联电阻调节正弦函数的频率。产生的正弦波导入斯密特触发器是，回出项较大程度的失真，可能是因为导入的正弦波中存在着杂波，导致整形后得到的方波出现毛尖的问题。在导入正弦波之前加一个积分电容。得到的波形基本达到要求。调制完善后