函数信号发生器课程设计报告

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1、课程设计报告书专用纸淮海工学院课程设计报告书课程名称：电子技术课程设计题目：函数信号发生器学院：电子工程学院学期：2012-2013-2专业班级：通信工程111姓名：彭孟瑶学号：2011120688评语：成绩：签名：日期：第8页共9页课程设计报告书专用纸函数信号发生器1.引言在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，灵活、快速的被测电路提供所需要的已知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中，它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号

2、，提供给被测电路，以满足测量需要。波形发生器就是信号源的一种，能够给被测电路提供所需要的波形，传统的波形发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，不能根据实际需要灵活扩展。随着微电子技术的发展，运用单片机技术，通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路，产生数字式的正弦波、方波、三角波、锯齿等幅值可调的信号。与现有各类型波形发生器比较而言，产生的数字信号干扰小，输出稳定，可靠性高，特别是操作简单方便。2.设计要求设计一个能够输出正弦波、三角波和矩形波的信号源电路，电路形式自行选择。输出信号的频率可通过开关进行设定，具体要求如下： 输出信号的频率范围为1000~2

3、000Hz，步进为50Hz。 要求输出信号无明显失真，特别是正弦波信号。  图1  函数信号发生器方框图3.函数信号发生器的方案3.1方案一由555定时器组成的多谐振荡器产生方波，然后由积分电路将方波转化为三角波，最后用低通滤波器将方波转化为正弦波。第8页共9页课程设计报告书专用纸低通滤波器积分电路555多谐振荡器图2方波、三角波、正弦波、信号发生器的原理框图但这样的输出将造成负载的输出正弦波波形变形，因为负载的变动将拉动波形的崎变。3.2方案二先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波，再通过电压比较器产生方波，最后通过积分电路形成三角波。积分电路电压比较器RC正弦波振荡电路图3正弦波、方

4、波、三角波信号发生器的原理框图此电路具有良好的正弦波和方波信号。但经过积分器电路产生的同步三角波信号，存在难度。原因是积分器电路的积分时间常数是不变的，而随着方波信号频率的改变，积分电路输出的三角波幅度同时改变。若要保持三角波幅度不变，需同时改变积分时间常数的大小。3.3方案三8038集成函数发生器是一种多用途的波形发生器，可以直接用来产生正弦波、方波、三角波和锯齿波。第8页共9页课程设计报告书专用纸图4利用ICL8038芯片构成8038集成函数发生器综上所述，我们选择方案二。4．单元电路的设计4.1正弦波发生器RC振荡电路由RC串并联选频网络和反向相放大电路组成，图中RC选频网络形

5、成负反馈电路。图5-1正弦波波发生电路 第8页共9页课程设计报告书专用纸在图5-1电路中,当R1=R2=R，C1=C2=C时则（5-1）当频率时，，根据幅度平衡条件，只有电路才能维持振荡。令C=100Nf,R4<1.592千欧。图5-1-1正弦波仿真图由图可知Umax=6v,f=1.041KHZ。4.2方波发生器电压比较器由比较器741的反相输入端接电压构成，在实用电路中为了满足负载需要，常在集成运算的输出端加稳压管限幅电路。限幅电路的作用是把输出信号幅度限定在一定的范围内，亦即当输入电压超过或低于某一参考值后，输出电压将被限制在某一电平（称作限幅电平），且不随输入电压变化。第8页共

6、9页课程设计报告书专用纸图5-2方波发生电路经过阈值UTH1时，输出电平由高电平(Uz)跳变为低电平(-Uz)。当输入电压由高向低变化，经过阈值UTH2时，输出电平由低电平(-Uz)跳变为高电平(Uz)。UTH1=R5*UZ/(R5+R6)(5-2)UTH2=-R5*UZ/(R5+R6)+(5-3)图5-2-1方波仿真图由图可知Umax=5.2V,f=1.041KHZ。第8页共9页课程设计报告书专用纸4.3三角波的设计三角波的产生是由积分电路实现的，积分电路将方波转换成三角波。积分电路中，由于集成运放的反相输入端“虚地”，又由于“虚断”，运放反相输入端的电流为零。图5-3三角波发生器

7、积分器元件参数计算如下：Ui/R=-C*dU0/dt（5-4）令C=100nf,R用可变电阻R8表示。图5-3-1三角波仿真图由图可知，Umax=8v,f=1.044KHZ。第8页共9页课程设计报告书专用纸5．总电路图图6总电路图5.1正弦波-方波图6-1正弦-方波仿真图第8页共9页课程设计报告书专用纸5.2方波-三角波图6-2方波-三角波仿真图5.3总波形图6-3总波形仿真图第8页共9页课程设计报告书专用纸6.收获与体会在这次设计过程中我对抽象的理论有了