模电自主设计实验哈工大模电实验课.doc

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1、可调频可调幅的方波-三角波-正弦波函数发生器的设计姓名：胡车班号：1001101学号：1101420117日期:2012-6-1一、实验目的1、掌握函数发生器的主要性能。2、掌握函数发生器的基本测试方法。3、学会函数发生器的设计。4、学会函数发生器的调试方法。5、设计一方波-三角波-正弦波函数发生器。性能指标：(1)、频率范围：1-2500HZ(2)、方波Uo1pp≦14.1V三角波Uo2pp≦7.0V正弦波Uo3pp≦13,1V二.总体设计方案或技术路线方波三角波本实验通过集成运算放大器uA741或者LM324组成下图所示的方波-三角波-正弦波函数发生

2、器的设计方法。本试验先通过比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，最后通过二阶有源滤波器电路产生正弦波。其电路组成图框如下图。正弦波二阶有源滤波器积分器比较器1、方波-三角波产生电路（电路原理图在第三项给出，不在此处给出）电路工作原理如下：运算放大器A1与R1、R4、R5以及稳压管构成比电压较器，方波可通过此电路获得，三角波发生器有滞回比较器与积分器闭环组成，积分器A2的输出反馈滞回比较器A1，作为滞回比较器的输入。2、三角波-正弦波产生电路（电路原理图在第三项给出，不在此处给出）电路工作原理：如电路图所示低通滤波器由两个RC滤波环节与同相比例运算电路组

3、成，其中第一级电容C接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性，此电路通过低频，衰减或抑制高频信号。三.实验电路图此电路图由比较器、积分器与二阶有源滤波器组成分别可产生方波、三角波与正弦波，其中可通过电位器与单刀双掷开关进行幅度与频率调整。各元件参数如下：R1=2KR4=200KR5=100KR6(max)=R8(max)=1O0KR3=R7=R9=5.1KR10=R11=47K(或者39K)C1=C2=C3=0.1uF四.仪器设备名称、型号1、电路实验板2块2、双踪示波器1台3、双路直流稳压电源1台4、数字万用表1台5、芯片u7413只（或者6、芯片

4、LM3241只）五.理论分析或仿真分析结果仿真图一：通过滞回器产生方波通过积分器产生三角波仿真图二：调节电位器进行调频与调幅仿真图三：三角波通过二阶低通滤波器产生正弦波仿真图四：调节电位器进行调幅、调频六、详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）1、按照设计好的元器件参数与电路图连接电路，连接好导线，接通电源。2、将电位器R6、R8达到最大、单刀双掷开关打到C2，用示波器分别观察Uo1、Uo2、Uo3波形（可先观察Uo1、Uo2，然后在观察Uo2、Uo3）记录波形与数据：观察到：Uo1pp=14.1VUo2pp=7VUo3pp=

5、3.1Vf=170.9HZf=170.9HZf=174.0HZ3、将单刀双掷开关打到C1（没有单刀双掷开关的话直接换到电容C1），用示波器观察Uo1、Uo2、Uo3波形（可先观察Uo1、Uo2，然后在观察Uo2、Uo3）记录波形与数据：观察：当调节电位器R2时，可实现三角波、正弦波的幅度以及频率连续变化，其中Uo2pp≦7V，Uo3pp≦13.1V,频率f从1HZ到2500HZ之间变化4、调节电位器R6只任意位置，，用示波器观察Uo1、Uo2、Uo3波形（可先观察Uo1、Uo2，然后在观察Uo2、Uo3）记录波形与数据观察到:当调节电位器R6时，可实现三

6、种波形的幅度连续变化，但频率不可变，其中Uo1pp≦14.1V,Uo2pp≦7V，Uo3pp≦13.1V5、调节电位器R8只任意位置，，用示波器观察Uo1、Uo2、Uo3波形（可先观察Uo1、Uo2，然后在观察Uo2、Uo3）记录波形与数据：观察到：当调节电位器R8时，可实现三角波、正弦波的幅度连续变化，但频率不可变，其中Uo2pp≦7V，Uo3pp≦13.1V,七、实验结论本实验实现了函数发生器的幅度以及频率连续变化。1、当调节电位器R2时，可实现三角波、正弦波的幅度以及频率连续变化，其中Uo2pp≦7V，Uo3pp≦13.1V,频率f从1HZ到250

7、0HZ之间变化2、当调节电位器R6时，可实现三种波形的幅度连续变化，但频率不可变，其中Uo1pp≦14.1V,Uo2pp≦7V，Uo3pp≦13.1V3、当调节电位器R8时，可实现三角波、正弦波的幅度连续变化，但频率不可变，其中Uo2pp≦7V，Uo3pp≦13.1V,八、实验中出现的问题及解决对策实验中产生的方波偶尔会出现不稳定的状态，另外当频率过高时，超过1500HZ时，正弦波会出现一点点的失真。解决方案：1.电容C1上在并联一个100k电阻，2．本实验采用二阶有源滤波器，当频率稍高一点会出现正弦波一点点的失真属于正常，但可通过改变二阶有源滤波器的时

8、间常数，可调节其滤波频率的范围。九、本次实验的收获和体会、对模电实验室的意见或建