方波——三角波——正弦波函数信号发生器

方波——三角波——正弦波函数信号发生器

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时间:2020-01-11

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1、目录1函数发生器的总方案及原理框图……………………………………………(1)1.1电路设计原理框图………………………………………(1)1.2电路设计方案设计…………………………………………(1)2设计的目的及任务………………………………………………………(2)2.1课程设计的目的……………………………………………(2)2.2课程设计的任务与要求……………………………………(2)2.3课程设计的技术指标………………………………………(2)3各部分电路设计…………………………………………………………(3)3.1方波发生电路的工作原理……………

2、……………………(3)3.2方波---三角波转换电路的工作原理……………………(3)3.3三角波---正弦波转换电路的工作原理…………………(6)3.4电路的参数选择及计算……………………………………(8)3.5总电路图……………………………………………………(10)4电路仿真…………………………………………………………………(11)4.1方波---三角波发生电路的仿真……………………………(11)4.2三角波---正弦波转换电路的仿真…………………………(12)5电路的安装与调试………………………………………………………(13)5.1

3、方波---三角波发生电路的安装与调试……………………(13)5.2三角波---正弦波转换电路的安装与调试…………………(13)5.3总电路的安装与调试………………………………………(13)5.4电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法…………(13)6电路的实验结果…………………………………………………………(14)6.1方波---三角波发生电路的实验结果………………………(14)6.2三角波---正弦波转换电路的实验结果……………………(14)6.3实测电路波形、误差分析及改进方法………………………(15)7实验总结………………………

4、………………………………………(17)8仪器仪表明细清单………………………………………………………(18)9参考文献…………………………………………………………………(19)191.函数发生器总方案及原理框图1.1原理框图1.2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。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件(如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试

5、技术,本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。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主要由差分放大器来完成。差分放大器具

6、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。192.课程设计的目的和设计的任务2.1设计目的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2.2设计任务设计方波——三角波——正弦波函数信号发生器2.3课程设计的要求及技术指标1.设计、组装、调试函数发生器2.输出波形:正弦波、方波

7、、三角波;3.频率范围:在10-10000Hz范围内可调;4.输出电压:方波UP-P≤24V,三角波UP-P=8V,正弦波UP-P>1V;193.各组成部分的工作原理3.1方波发生电路的工作原理此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+UT。Uo通过R3对电容C正向充电,如图中实线箭头所示。反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高,当t趋于无穷时,Un趋于+Uz;但是,一旦Un=+Ut,再稍增大,Uo

8、从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-Ut。随后,Uo又通过R3对电容C反向充电,如图中虚线箭头所示。Un随时间逐渐增长而减低,当t趋于无穷大时,Un趋于-Uz;但是,一旦Un=-Ut,再减小,

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