模电课程设计--函数发生器实验报告

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1、 模拟电子技术课程设计模拟电子技术课程设计 函数发生器函数发生器实验实验报告报告 姓名：姓名： 班级：班级： 学号：学号： 20112011 年年 6 6 月月 函数发生器函数发生器实验实验报告报告 一、一、函数发生器的总方案及原理框图函数发生器的总方案及原理框图 1、电路设计原理框图 2、电路设计方案设计 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。为了进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由放大器与晶体管差分放大 器共同组成的方波三角波正

2、弦波函数发生器的设计方法。 产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，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；也可以首先产生三角波方波，再将三角波变成正弦波或将 方波变成正弦波等等。 本课题采用先产生方波三角波， 再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。 本课题中函数发生器电路组成框图如下所示： 由比较器和积分器组成方波三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角 波到正弦波的变换电路主要有差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰 能力较强等优点。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点飘移，因此可将频率很低的三角波

3、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曲线的非线性。 二、二、设计的目的及任务设计的目的及任务 1、课程设计的目的 （1） 、掌握电子系统的一般设计方法 （2） 、掌握模拟 IC 器件的应用 （3） 、培养综合应用所学知识来指导实践的能力 （4） 、掌握常用元器件的识别和测试 （5） 、熟悉常用仪表，了解电路测试的基本发放 2、课程设计的任务与要求 设计方波三角波正弦波函数信号发生器 3、课程设计的技术指标 （1） 、设计、组装、调试函数发生器； （2） 、输出波形：正弦波、方波、三角波； （3） 、频率范围：在 10-10000Hz 范围内可调； （4） 、输出电压：方波Up-

4、p24v，三角波Up-p=8v，正弦波Up-p1v。 三、三、 各部分电路设计各部分电路设计 1、方波发生电路及工作原理 工作原理：此电路由反相输入的滞回比较器和 RC 电路组成。RC 回路既作为延时环节，又作为反 馈网络，通过 RC 充、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 n 随时间 t 的增长而逐渐增高，当 t 趋于无穷时，Un 从+Ut 跃变为-Un。随后，Uo 又通过 R3 对 电容 C 反向充电， 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=-Ut 在减小，Uo 就从-

5、Uz 跃变为+Uz，Up 从-Ut 跃变为+Ut，电容又开始正相充电。上 述过程周而复始，电路产生了自激振荡。 2、方波-三角波转换电路的工作原理 1）基本电路 2）工作原理 若 a 点断开，运算放大器 A1 与 R1、R2、R3、R4 组成电压比较器，C1 为加速电容， 可加速才、 比较器的翻转。 运放的反相端接基准电压， 即 U-=0， 同相输入端接输入电压 Uia，R1 称为平衡电阻。比较器的输出 Uo1 的高电平 等于正电源电压+Vcc，低电平等于负电源电压-Vee(|+Vcc|=|-Vee|)，当比 较器的 U +=U-=0 时，比较器翻转，输出 Uo1 从高电平跳到低电平-Vee，

6、或 者从低电平 Vee 跳到高电平 Vcc。设 Uo1=+Vcc,则 将上式整理，得比较器翻转的下门限单位 Uia-为 若 Uo1=-Vee,则比较器翻转的上门限电位 Uia+为 比较器的门限宽度 由以上公式可得比较器的电压传输特性，如图 371 所示。 a 点断开后，运放 A2 与 R5、RP2、C2 及 R5 组成反相积分器，其输入信 号为方波 Uo1，则积分器的输出 Uo2 为 Uo2= Uo1=+Vcc 时， Uo1=+VEE 时， 可见积分器的输入为方波时， 输出是一个上升速度与下降速度相等的三 角波，其波形关系下图所示。 A 点闭合，既比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，则自动产生方 波三角波。 三角波的幅度为 方波三角波的频率 f 为 由以上两式可以得到以下结论： 1、 电位器 R6 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。 若要求输出频率的范围较宽， 可用 C2 改变频率的范围， PR2 实现频率微调。 2、 方波的输出幅度应等