1、 课程设计报告书 课程名称： 电子技术课程设计 题 目： 函数信号发生器 学 院： 电子工程学院 学 期： 专业班级： 通信工程 111 姓 名： 学 号： 评语：评语： 成绩：成绩： 签名： 日期： 课 程 设 计 报 告 书 专 用 纸 第 1 页 共 9页 函数信号发生器函数信号发生器 1.1.引言引言 在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进 行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，灵活、快速的 被测电路提供所需要的已知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参 数。可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中，它不是测量仪器，而是根 据使用者的
2、要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足 测量需要。 波形发生器就是信号源的一种，能够给被测电路提供所需要的波形，传统 的波形发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路 结构复杂，不能根据实际需要灵活扩展。随着微电子技术的发展，运用单片机 技术，通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路，产生数字式的正弦波、方波、 三角波、锯齿等幅值可调的信号。与现有各类型波形发生器比较而言，产生的 数字信号干扰小，输出稳定，可靠性高，特别是操作简单方便。 2.2.设计要求设计要求 设计一个能够输出正弦波、三角波和矩形波的信号源电路，电路形式自行 选择。输出信号的频率可通过开关进
3、行设定，具体要求如下： 输出信号的频率 范围为 10002000Hz，步进为 50Hz。 要求输出信号无明显失真，特别是正弦 波信号。 图 1 函数信号发生器方框图 3.3.函数信号发生器的方案函数信号发生器的方案 3.1 3.1 方案一方案一 由 555 定时器组成的多谐振荡器产生方波，然后由积分电路将方波转化为 三角波，最后用低通滤波器将方波转化为正弦波。 课 程 设 计 报 告 书 专 用 纸 第 2 页 共 9页 图 2 方波、三角波、正弦波、信号发生器的原理框图 但这样的输出将造成负载的输出正弦波波形变形，因为负载的变动将拉动 波形的崎变。 3.23.2 方案二方案二 先通过 RC
4、正弦波振荡电路产生正弦波，再通过电压比较器产生方波，最后 通过积分电路形成三角波。 图 3 正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图 此电路具有良好的正弦波和方波信号。但经过积分器电路产生的同步三角 波信号，存在难度。原因是积分器电路的积分时间常数是不变的，而随着方波 信号频率的改变，积分电路输出的三角波幅度同时改变。若要保持三角波幅度 不变，需同时改变积分时间常数的大小。 3.33.3 方案三方案三 8038 集成函数发生器是一种多用途的波形发生器，可以直接用来产生正弦 波、方波、三角波和锯齿波。 积分电路 RC正弦波振荡电路 电压比较器 低通滤波器 555 多谐振荡器 积分电路 课 程 设
5、 计 报 告 书 专 用 纸 第 3 页 共 9页 图 4 利用 ICL8038 芯片构成 8038 集成函数发生器 综上所述，我们选择方案二。 4 4单元电路的设计单元电路的设计 4 4.1.1 正弦波正弦波发生器发生器 RC 振荡电路由 RC 串并联选频网络和反向相放大电路组成，图中 RC 选频网 络形成负反馈电路。 图 5-1 正弦波波发生电路 课 程 设 计 报 告 书 专 用 纸 第 4 页 共 9页 在图 5-1 电路中,当 R1 = R2 = R，C1= C2 = C 时 则 )/1(3 1 RCRCj F （5-1） 当频率 RCf2/1 时， 3/1F，根据幅度平衡条件1 F
6、A，只有 3A 电路才能维持振荡。 令 C=100Nf,R41.592 千欧。 图 5-1-1 正弦波仿真图 由图可知 Umax=6v,f=1.041KHZ。 4.24.2 方波发生器方波发生器 电压比较器由比较器 741 的反相输入端接电压构成，在实用电路中为了满 足负载需要，常在集成运算的输出端加稳压管限幅电路。限幅电路的作用是把 输出信号幅度限定在一定的范围内，亦即当输入电压超过或低于某一参考值 后，输出电压将被限制在某一电平（称作限幅电平），且不随输入电压变化。 课 程 设 计 报 告 书 专 用 纸 第 5 页 共 9页 图 5-2 方波发生电路 经过阈值 UTH1 时，输出电平由高电平(Uz)跳变为低电平(-Uz)。当输入电 压由高向低变化，经过阈值 UTH2 时，输出电
