1、 课课 题：题： 多功能信号发生器多功能信号发生器 专专 业业： 电子信息工程 班班 级级： 1 班 学学 号号： 姓姓 名：名： 指导教师：指导教师： 设计日期：设计日期： 成成 绩：绩： 多功能信号发生器设计报告 一、设计目的作用一、设计目的作用 1.掌握简易信号发生器的设计、组装与调试方法。 2.能熟练使用 multisim10 电路仿真软件对电路进行设计仿真调试。 3.加深对模拟电子技术相关知识的理解及应用。 二、设计要求二、设计要求 1.设计任务 设计一个能够输出正弦波、方波、三角波三种波形的信号发生器，性能要求 如下： （1） 输出频率，f=20Hz-5kHz 连续可调的正弦波、方
2、波、三角波； （2） 输出正弦波幅度 V=0-5V 可调，波形的非线性失真系数=5%； （3） 输出三角波幅度 V=0-5V 可调。 （4） 输出方波幅度可在 V=0-12V 之间可调。 2.设计要求 （1） 设计电路，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤； （2） 测量技术指标参数； （3） 写出设计报告。 三、设计的具体实现三、设计的具体实现 1、系统概述 1.1 正弦波发生电路的工作原理: 产生正弦振荡的条件: 正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般 在放大电路中引入正反馈，并创造条件，使其产生稳定可靠的振荡。正弦波产生 电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络
3、和放大电路。其中：接入正反馈是产 生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证 输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。 因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路；反馈网络；选频网络；稳幅电路个 部分。 正弦波振荡电路的组成判断及分类： （1） 放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，电路获得一定幅 值的输出值，实现自由控制。 （2） 选频网络：确定电路的振荡频率，是电路产生单一频率的振荡，即保证 电路产生正弦波振荡。 （3） 正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于其反馈信号。 （4） 稳幅环节：也就是非线性环节，作用是输
4、出信号幅值稳定。 判断电路是否振荡。方法是： （1）是否满足相位条件，即电路是否是正反馈，只有满足相位条件才可能产 生振荡。 （2）放大电路的结构是否合理，有无放大能力，静态工作是否合适； （3） 是否满足幅度条件。 正弦波振荡电路检验，若： (1) 则不可能振荡； (2) 振荡，但输出波形明显失真； (3) 产生振荡。振荡稳定后。此种情况起振容易，振荡稳 定，输出波形的失真小 常见的 RC 正弦波振荡电路是 RC 串并联式正弦波振荡电路， 它又被称为文氏 桥正弦波振荡电路。 串并联网络在此作为选频和反馈网络。它的电路图如下所 示： 它的起振条件为： 。它的振荡频率为： 它主要用于 低频振荡。
5、要想产生更高频率的正弦信号，一般采用 LC 正弦波振荡电路。它的 振荡频率为： 。石英振荡器的特点是其振荡频率特别稳定，它常 用于振荡频率高度稳定的的场合。 RC 正弦振荡电路 1.2 正弦波转换方波电路的工作原理: 在单限比较器中，输入电压在阀值电压附近的任何微小变化，都将引起输出电 压的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。因此，虽然单限 比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。而滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性， 因此也就具有一定的抗干扰能力。从反向输入端输人的滞回比较器电路如图 a 所示， 滞回比较器电路中引人了正反馈。 从集成运放输出端的限幅电路可以看出， UOUZ。集成运放
6、反相输人端电位 UPUI 同相输入端电位 令 UN=UP 求出的 UI 就是阀值电压，因此得出 输出电压在输人电压 u，等于阀值电压时是如何变化的呢？假设 UI+UT， 那么 UN 一定大于 UP，因而 UO-UZ，所以 UP-UT。只有当输人电压 UI 减小到 -UT，再减小一个无穷小量时，输出电压 UO 才会从-UT 跃变为+UT。可见，UO 从 +UT 跃变为-UT 和从-UT 跃变为+UT 的阀值电压是不同的，电压传输特性如图 b) 所不。 从电压传输特性上可以看出，当-UTUI+UT 时，UO 可能是-UT，也可能是 +UT。如果 UI 是从小于-UT，的值逐渐增大到-UTUI+UT，那么 UO 应为+UT；如 果 UI 从大于+UT 的值逐渐减小到-UTUI+UT，那么应为-UT。曲线具有方向性， 如图 b)所示。 实际上，由于集成运放的开环差模增益不是无穷大，只有当它的差模输人电 压足够大时，输出电压 UO 才为UZ。UO 在从+UT 变为-UT 或从-UT 变为+UT 的过 程中，
