protel软件课程设计--函数信号发生器

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1、成绩课程论文题目：函数信号发生器课程名称：Protel学生姓名：学生学号：系别：电气信息工程学院专业：电子信息工程专业年级：12级电工1班任课教师：电气信息工程学19函数信号发生器摘要Protel设计系统是世界上第一套将EDA环境引入到Windows环境中的EDA开发工具，是具有强大功能的电子设计CAD软件，它具有原理设计、印刷电路板（PCB）、设计层次原理图设计、报表制作、电路仿真以及逻辑器件设计等功能，是进行电子设计最有用的软件设计之一。函数信号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

2、用的器件可以是分立器件，也可以采用集成电路。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题要求设计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-正弦波函数信号发生器。本次protel课程设计实现函数信号发生器设计，用Protel软件设计实验电路，并绘制出PCB电路板，根据电路图对设计进行制作，最后进行调试测试。通过对Protel软件的学习与应用，加深对相关原理的理解，并对protel软件有初步的认识和一定的操作能力，并根据通信电子线路所学的知识，运用所学理论和方法进行一次综合性设计训练，从而培养独立分析问题和解决问题的能力。关键字：Protel、PCB、集成运放

3、、晶体管差分放大器、函数信号发生器19目录1.函数信号发生器原理分析21.1整体电路分析21.2单元电路原理32.利用Protel设计电路62.1创建环境63.PCB板的设计133.1元器件的布线和封装说明133.2创建PCB文件133.3函数信号发生器PCB图144.设计总结185.参考文献:191.函数信号发生器原理分析191.1整体电路分析函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。现在通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出方波、三角波、正弦波的建议发生器。图

4、1.1函数信号发生器框图1.2单元电路原理1.2.1方波-三角波电路图1.2所示为产生方波-三角波电路。原理如下：若a点短开，运算放大器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。图1.2方波-三角波产生电路由图1.2分析可知比较器有两个门线电压：19-R2Uq1=—————VccR3+RP1R2Uq2=—————VccR3+RP1运算放大器A2与R4、RP2、C2及组成反向积分器，其输出信号为方波Uo1时，则积分器的电压为：-1Uo2=———————∫Uo1dt(R4+RP1)C2当Uo1=+Vcc时：-VccUo2=———————t(

5、R4+RP1)C2当Uo1=-Vee-VeeUo2=———————t(R4+RP1)C2可见积分器输出方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，其波形如图1.3所示。图1.3方波-三角波波形A点闭合，即比较器与积分器首尾相连，形成闭合电路，则自动产生方波-三角波。三角比的幅度为：19R2Uo2m=—————VccR3+RP1方波-三角波的频率为：R3+RP1f=————————4R2(R4+RP1)C2由上分析可知：⑴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。⑵方波的输出幅度应等于电源电压。三角波的输出幅度应不超过电源电压。电位器RP1可实现

6、幅度上的微调，但会影响波形的频率。1.2.2三角波-正弦波电路三角波-正弦波的变换电路，主要由差分放大器组成。差分放大器具有工作点稳定、输入阻抗高、抗干扰能力强等优点。特别是做直流放大器时，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的非线性。其非线性及变换原理如图1.4所示。图1.4三角波-正弦波的转换原理1.传输特性曲线对称，线性区越窄越好；192.三角波的幅度Um应正好使晶体管接近饱和区或截止区。图1.5为三角波-正弦波变换电路。其中RP1调节三极管的幅度，RP2调整电路的对称性，其并联电阻RES用来减少差分放大器

7、的线性区。电容C1、C2、C3为隔直电容，C4为滤波电容，以减少滤波分量，改善输出波形。图1.5三角波-正弦波变换电路整个设计电路采用如图所示电路。其中运算放大器A1、A2用一只双运放u747，差分放大器采用单入、单出方式，四只晶体管用集成电路差分对管BG319或双三极管S3DG6等。取电源电压为正负12V。计算元件参数：比较A1与积分器A2的元件参数如下：R2Uo2m=—————VccR3+RP1由于R2Uo2m41—————=————=——=——R3+RP1Vcc123因此R3+RP1f=—————