函数信号发生器课程设计

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1、模拟电路课程设计报告中原工学院（2012年6月24日）目录一、课程设计的任务、要求及步骤二、设计方案的选择三、电路设计主要的技术指标四、函数信号发生器电路原理分析五、函数信号发生器元件参数的选择六、函数信号发生器的安装和调试七、课程设计的过程中遇到的问题及解决方法八、课程设计的仿真九、试验评价与问题分析十、课程设计的心得和体会十一、附录姓名学号班级学院电子信息学院题目函数信号发生器设计任务设计一函数信号发生器，能输出方波和三角波两种波形1．输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出；2．输出电压均为双极性；3．输出阻抗均为50Ω；4．输出为方波时输出电压峰值为0

2、~5V可调，输出信号频率为200Hz~2KHz可调。5．输出为三角波时输出电压峰值为0~5V可调，输出信号频率为200Hz~2KHz可调。时间进度18周星期一布置设计方案，预设计。18周星期二领设备、安装18周星期三至周四安装、调试教师检查18周星期五、六、日写设计报告原始参资考料文和献主要电子技术基础（模拟部分）模拟电子技术课程设计指导书电子技术基础实验指导书一、课程设计的任务、要求及步骤1.设计任务a.输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出；b.输出电压均为双极性；c.输出阻抗均为50Ω；d．输出为方波时输出电压峰值为0~5V可调，输出信号频率为200H

3、z~2KHz可调。e．输出为三角波时输出电压峰值为0~5V可调，输出信号频率为200Hz~2KHz可调。2.设计要求a.电路原理图绘制正确（或仿真电路图）；b.掌握EWB仿真软件的使用和电路测试方法；c.电路仿真达到技术指标。d.完成实际电路，掌握电路的指标测试方法；e.实际电路达到技术指标。f.原理图（草图）要清楚，标注元件参数a.正式原理图、接线图：A4打印EWB画图。b.要求用统一格式封面；c.使用中原工学院课程设计报告专用纸。d.图要顶天立地，均匀分布，合理布局3、设计步骤a.原理了解，清楚设计内容。b.原理及连线图绘制，仿真结果正确。c.安装实际电路。

4、d.调试，功能实现。e.教师检查及答辩。f.完成设计报告。二、设计方案的选择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 ，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，本课题采用由集成运算放大器与二阶低通滤波器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器二、电路设计主要的技术指标1.输出为方波和三角形两种波形，用开关切换输出；2.输出电压均为双极性；3.输出阻抗均为50Ω4.输出为方波时输出电压峰值为0—5V可调，输出信号频率为200

5、Hz—2KHz可调。5.输出为三角波时输出电压峰值为0—5V可调，输出信号频率为200Hz—2KHz可调。四、函数信号发生器电路原理分析方波产生电路原理图如下：原理分析：此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路即作为迟滞环节，又作为反馈网络，通过RC冲、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通过电阻对电容C正向充电，如图中箭头所示。反相输入端电位n随时间的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；但是Un=+Ut，再稍增大，Uo从+Uz跃变为-Uz，与此同时Up从+Ut跃变为-UT。随后，

6、Uo又通过R3对电容反相充电，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=-Uz再减小，UO就从-Uz跃变为+Uz，UO从-Ut跃变为+Ut，电容又开是正向充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。三角波发生器的原理图如下：在三角波信号发生器电路原理上增加了一级放大器，目的是为了实现输出电压可调和输出阻抗阻抗为50Ω.工作原理：如图所示，在电路的左边为同相滞回比较器，右边为积分运算电路。同相滞回比较器的输出高低电平分别为Uoh=+Uz，Uol=-Uz积分运算电路的输出电压uo作为输入电压，A1同乡输入端的电位

7、Up1=uo1·R1/(R1+R2+R6)+Uo·(R2+R6)/(R1+R2+R6)令Up1=Un1=0，并将uo1=±Uz带入得±Ut=±Uz·R1/(R2+R6)电路的振荡原理合闸通电，通常C上电压为0。设Uo1↑→Up1↑→Uo1↑↑，直至Uo1＝Uz；积分电路反向积分，t↑→Uo↓，一旦Uo过－Ut，Uo1从＋Uz跃变为－Uz。积分电路正向积分，t↑→Uo↑，一旦Uo过＋Ut，Uo1从－Uz跃变为＋Uz，返回第一暂态。重复上述过程，产生周期性的变化，即振荡。由于积分电路反向积分和正向积分的电流大小均为Uo1/(R3+R7)，使得U0在一个周期内的下降时

8、间和上升时间相等，且斜率