深圳大学多种波形发生器的设计与制作(信号发生器).doc

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1、“三性实验”报告册课程名称：电子技术实验（模电、数电）实验项目名称：多种波形发生器的设计与制作学院：电子科学与技术专业：微电子班级：01报告人：学号：2010160062指导教师：黄海漩实验时间：2012年5月18日提交时间：2012年6月15日实验结论：本实验通过自行设计电路图，利用OP07等器件完成了可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形的信号发生器的制作，实现了利用一个按钮，可以切换输出波形信号和可调幅度、可调频率等功能，且波形人眼观察无失真，可见实验测试结果满足实验要求，完成了设计任务。实验目的1、本实验的内

2、容是设计和制备一个多种波形发生器，从而掌握集成运算放大器的使用方法，加深对集成运算放大器工作原理的理解。2、同时也进一步加深对模拟电路中所学知识的掌握和认识，掌握用运算放大器构成波形发生器的设计方法。3、并通过单元电路的分析，了解电路系统设计的步骤和组合方法。4、掌握波形发生器电路调试和制作方法，在电路设计中和实验中也需要了解对元器件的选择标准，掌握一些常用元件的性能。二、实验设计要求（1）可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号，波形人眼观察无失真。（2）利用一个按钮，可以切换输出波形信号。（3）频率为1－2KHz

3、连续可调，波形幅度不作要求。三、实验电路的结构分析本实验的内容是设计和制备一个多种波形发生器，整体功能框图如图所示，可以分为正弦波发生器、方波发生器、三角波发生器和比例放大器四大部分。其中正弦波发生器的功能是产生正弦波，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。设计思路：四、设计方案：1、主要元件清单：序号器件名称数量1电路板12OP07431N4001(二极管)241N4468（稳压管）25双联电位器（100K）16四位拨动开关17电容、电阻若干8开关若干9导线若干2、电路图（可见附录1）3、

4、实验设备：电源、示波器、电烙铁、万用表、电子试验箱4、具体方法、步骤：1）正弦波振荡器如下图所示，正弦波振荡器采用RC桥式振荡器产生一频率可调的正弦信号。通过开关切换两组电容，改变频率倍率。R4、R7采用双联线性电位器，便于频率刻度调节，可获得所需要的输出频率。调整R3可改变正弦波失真度，同时使正弦波趋于稳定。（图中R1:R2≈2，再通过调节R3，使串联电阻：并联电阻大于等于2，满足起振条件，综合考虑，因此选R1=10k，R2=5.1k，R3=50k可调变阻器）正弦波振荡电路2）如下图所示，由正弦波振荡器产生的一定频率

5、的正弦信号经过比较器产生一同频率的方波。转换开关的作用就是通过开关切换与比例运算放大电路连接输出一定幅度的正弦波、方波或三角波。（其中R10是为减小电流，保护二极管，因此选R10=2k，运放的输入级是差分放大的电路，为使差分放大电路能较好对称，减小误差，在运放反相端接R9=R8=10k）3）三角波发生器如下图所示，方波发生器产生一定频率的方波经过积分电路可产生同频率的三角波信号。（其中的R15也是为使运放的差分放大电路能较好的对称，取R15=5.1k）三角波发生器4）比例放大器可以通过转换开关选择将正弦波、方波或三角波

6、接入比例放大器输出，比例放大器可通过调节R13来控制输出幅度的大小，实现对输出幅度的调节。实验过程及内容：1、计算相关器件参数；2、按照原理图用multisim进行仿真；3、按照电路图在电子实验箱中连好电路进行测试；4、按照电路图进行焊板；5、对焊好的电路板进行测试；6、对出现的问题进行相应修改和完善。数据处理分析：输出信号各档频率可调范围档位47nF4.7nF输出频率范围输出信号幅度可调范围频率幅度可调范围（）正弦波方波三角波输出信号失真度档位失真度正弦波方波三角波4.7nF低中中47nF低低低输出信号波形图：可见，

7、正弦波方波三角波均正常人眼观察无失真。误差分析：本次实验的误差来源主要由器件误差和实验设备误差。实验结论：本实验通过自行设计电路图，利用OP07等器件完成了可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形的信号发生器的制作，实现了利用一个按钮，可以切换输出波形信号和可调幅度、可调频率等功能，且波形人眼观察无失真，可见实验测试结果满足实验要求，完成了设计任务。收获和体会：经过本次实验，掌握了集成运算放大器的使用方法，加深了对集成运算放大器工作原理的理解，加强的焊工和电路布局能力。在本次实验中，用与ua741管脚完全相同的op07代

8、替ua741。经过计算4.7nF的电容可以达到2k的频率，multisim测出的波形的周期也能达到500us（频率为2k），但实验焊出的板达不到所要求的频率范围，经分析，原因为：1、因计算的带宽为第一级放大的带宽，经过比例放大器后，放大倍数增大，其带宽会减小。2、4.7n的电容，实际测量是6.2n左右，导致在实验过程中无法达到所要