波形发生器(课程设计).doc

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1、华北科技学院课程设计波形发生器的设计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）学会安装与调试由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。2．设计任务设计一台波形信号发生器，具体要求如下：（1）输出波形：正弦波、方波、三角波。（2）频率围：3Hz－30Hz，30Hz－300Hz，300Hz－3KHz，3KHz－30KHz等4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：方波峰—峰值；三角波峰-峰值，正弦波峰-峰。3.设计要求（1）完成全电路的理论设计（2）参数的计算和有关器件的选择（3）PCB电路的设计（4

2、）撰写设计报告书一份；A3图纸2。报告书要求写明以下主要容：总体方案的选择和设计；各个单元电路的选择和设计；PCB电路的设计4、参考资料（l）立主编.电工学实验指导.：高等教育，2005（2）高吉祥主编.电子技术基础实验与课程设计.：电子工业，2004（3）云，等编著.现代电子技术实践课程指导.：机械工业，2003目录25华北科技学院课程设计一.设计的方案的选择与论证…………………………………………………（3）1.1设计方案……………………………………………………………（3）1.1.1设计方案1……………………………………………………（3）1.1.2设计方案2…………………………………

3、…………………（4）1.1.3设计方案3……………………………………………………（5）1.2方案选择……………………………………………………………（6）二.单元电路的设计……………………………………………………………（6）2.1方案设计……………………………………………………………（6）2.1.1正弦波电路……………………………………………………（6）2.1.2方波电路……………………………………………………（11）2.1.3三角波电路…………………………………………………（12）2.2参数的选择………………………………………………………（13）三、仿真…………………………………………

4、……………………………（14）3.1软件介绍…………………………………………………………………（14）3.2仿真的过程与结果………………………………………………………（15）四、PCB制版…………………………………………………………………（15）4.1软件简介…………………………………………………………（15）4.2PCB电路板设计步骤……………………………………………（20）五、总结与心得………………………………………………………………（21）六、附录………………………………………………………………………（22）6.1材料清单……………………………………………………………（22）6.

5、2原理图………………………………………………………………（23）6.3PCB板图……………………………………………………………（24）七、参考文献…………………………………………………………………（25）一．设计方案的选择与论证25华北科技学院课程设计产生正弦波、三角波、方波的电路方案有多种。由于本次设计要求频率并未超过1MHz，因此正弦波的产生可以通过RC桥式正弦波振荡电路产生，也可以通过滤波法或折线法对三角波进行变换来产生，或者利用差分放大电路实现三角波-正弦波变换。三角波一般通过积分电路对方波进行变换来获得。方波一般通过电压比较器来产生。综上可以得出两种设计方案：（一）设计方案1

6、.1.1设计方案1由三角波，方波发生器产生三角波和方波信号，然后通过转换电路将三角波转换成正弦波信号，其电路框图如下所示：正弦波变换器积分器比较器图一、方案一原理框图25华北科技学院课程设计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，可以有效的抑制零点漂移，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。图二、差分放大电路但是相对于正弦波振荡电路来说，此方案较为复杂，且对器件要求较高。1.1.2设计方案2首先产生正弦波，再由过零比较器产生方波，最后由积分电路产生三角波。正弦波通过RC串并联振荡电路（文氏桥振

7、荡电路）产生，利用集成运放工作在非线性区的特点，由最简单的过零比较器将正弦波转换为方波，然后将方波经过积分运算变换成三角波。其电路框图如下图所示：25华北科技学院课程设计积分器过零比较器正弦波变换器图三、方案二原理框图1.1.3设计方案3利用ICL8038单片集成电路来产生高精度正弦,方形,三角,锯齿波和脉冲波形，其原理框图如下图所示图四、方案三原理框图25华北科技学院课程设计1.2方案选择最终整体方案选择方案2，主要是由于方案１中的正弦波变换