资源描述：
《函数信号发生器设计报告材料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、实用标准文案目录1设计的目的及任务1.1课程设计的目的1.2课程设计的任务与要求2函数信号发生器的总方案及原理图2.1电路设计原理框图2.2电路设计方案设计3各部分电路设计及选择3.1方波发生电路的工作原理3.2方波、三角波发生电路的选择3.3三角波---正弦波转换电路的选择3.4总电路图4电路仿真与调试4.1方波---三角波发生电路、三角波---正弦波转换电路的仿真与调试4.2方波---三角波发生电路、三角波---正弦波转换电路的实验结果5PCB制版6设计总结7仪器仪表明细清单8参考文献文档实用标准文案1．课程设计的目
2、的和设计的任务1.1设计目的1．掌握用集成运算放大器构成正弦波、方波和三角波函数发生器的设计方法。2.学会安装、调试与仿真由分立器件、调试与仿真由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。2.2设计任务与要求：设计一台波形信号发生器，具体要求如下：1．输出波形：方波、三角波、正弦波。2．频率范围：在1Hz－10Hz，10Hz-100Hz,100Hz-1000Hz等三个波段。3.频率控制方式：通过改变RC时间常数手控信号频率。4．输出电压：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ>1V。5.合理的设计硬
3、件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图。6.选用常用的电器元件（说明电器元件选择过程和依据）。7.画出设计的原理电路图，作出电路的仿真。8.提交课程设计报告书一份，A3图纸两张，完成相应答辩。文档实用标准文案2．函数发生器总方案及原理框图2.1原理框图三角波发生器（积分器）方波发生器（比较器）正弦波发生器（比例放大器）图1-1整体原理框图2.2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。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
4、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的基本结构是比例放大器，对不同区段内比例系数的切换，是通过二级管网络来实现的。如输出信号的正半周内由D1~D3控制切换，负半周由D4~D6控制切换。电阻Rb1~Rb3与Ra1~Ra3
5、分别组成分压器，控制着各二极管的动作电平。文档实用标准文案3．各组成部分的工作原理及选择3.1方波发生电路的工作原理假设t=0时电容C上的电压Uc=0,而滞回比较器的输出端为高电平,即Uo=+Uz.则集成运放同相输入端的电压为输出电压在电阻R1,R2上分压的结果,即：U+=R1*Uz/(R1+R2)此时输出电压+Uz将通过电阻R向电容C充电,使电容两端的电压Uc升高,而此电容两端的电压接到集成运放的反向输入端,即Uc=U_.当电容上的电压上升到U-=U+时,滞回比较器的输出端将发生跳转,由高电平跳变为低电平,使Uo=-U
6、z,于是集成运放同相输入端的电压也立即变为U+=-R1*Uz/(R1+R2),然后又重复刚才过程.如此电容反复地进行充电放电,滞比较器的输出端将再次发生跳转,于是产生了正负交替矩形波.3.2方波---三角波发生电路的选择方案一：文档实用标准文案方波—三角波产生电路工作原理如下：若a点断开，运算发大器A1与R1、R2及R3、RP1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
7、电源电压-Vee（
8、+Vcc
9、=
10、-Vee
11、）,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。由计算可以得到以下结论：1.电位器RP2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，PR2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。电位器RP1可实现幅度微调，但会影响方波-三角波的频率。方案二：文档实用标准文案此电路可以产生较好的方波和三角波，
12、频率基本符合要求，但是在调试的过程中，发现频率不能太大，既不能有高频的信号，那时会失真。3.3三角波---正弦波转换电路的工作原理方案一：三角波——正弦波的变换电路三角波——文档实用标准文案正弦波的变换电路主要由差分放大电路来完成。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，可以
