函数信号发生器课程设计

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1、 信号发生器信号发生器 一、一、 设计目的设计目的 1. 进一步掌握模拟电子技术的理论知识， 培养工程设计能力 和综合分析问题、解决问题的能力。 2. 基本掌握常用电子电路的一般设计方法， 提高电子电路的 设计和实验能力。 3. 学会运用 Multisim10 仿真软件对所作出的理论设计进行 仿真测试，并能进一步完善设计。 4. 掌握常用元器件的识别和测试，熟悉常用仪表，了解电路 调试的基本方法。 二、二、设计内容与要求设计内容与要求 1. 设计、组装、调试函数信号发生器 2. 输出波形：正弦波、三角波、方波 3. 频率范围：10Hz-10KHz 范围内可调 4. 输出电压：方波 VPP1V

2、三、三、 设计方案仿真结果设计方案仿真结果 1. 正弦波正弦波矩形波矩形波三角波电路三角波电路 原理图：原理图： 首先产生正弦波，再由过零比较器产生方波，最后由积分电路产 生三角波。 正弦波通过 RC 串并联振荡电路 （文氏桥振荡电路） 产生， 利用集成运放工作在非线性区的特点， 由最简单的过零比较器将正弦 波转换为方波，然后将方波经过积分运算变换成三角波。 正弦正弦矩形波矩形波三角波产生电路三角波产生电路： R1 0 Rp2 50% R2 R3 10k C1 R17 5.1k 0 C3 470uF R10 50k Key=A50% C4 470uF R14 1k 9 0 10 Q1Q2 11

3、 R5 R6 15k R7 100 R13 50% 13 10.6V VCC 1415 Q3Q4 16 C5 100nF R12 1k 17 0 0 R8 8k 18 0 R9 19 R11 2k 20 -10.6V VEE VCC 10.6V VEE -10.6V VEE -10.6V VCC 10.6V VEE VCC U1 3 2 4 7 6 51 1U2 3 2 4 7 6 51 6 2 4 VEE R16 21 D4 1N4467 D1 1N4467 8 0 XSC1 A B Ext Trig + + _ _ + _ VCC 0 XSC2 A B Ext Trig + + _ _ +

4、 _ C2 100nF 12 7 3 5 总电路中，R5 用来使电路起振；R1 和 R7 用来调节振荡的频率， R6、R9、R8分别用来调节正弦波、方波、三角波的幅值。左边第一个 过零比较器 文氏桥振荡电路 积分电路 运放与 RC 串并联电路产生正弦波，中间部分为过零比较器，用来输 出方波，最好一个运放与电容组成积分电路，用来输出三角波。 仿真波形：仿真波形： 调频和调幅原理调频和调幅原理 调频原理：根据 RC 振荡电路的频率计算公式 RC f o 2 1 可知，只 需改变 R 或 C 的值即可， 本方案中采用两个可变电阻 R1 和 R7 同时调 节来改变频率。 调幅原理：本方案选用了最简单有

5、效的电阻分压的方式调幅，在 输出端通过电阻接地，输出信号的幅值取决于电阻分得的电压多少。 其最大幅值为电路的输出电压峰值，最小值为 0。 RC 串并联网络的频率特性可以表示为 ) 1 (3 1 1 1 1 21 2 RC RCj RCj R Cj R RCj R f ZZ Z U U F 令, 1 RC o 则上式可简化为 )( 3 1 O O j F ，以上频率特性可 分别用幅频特性和相频特性的表达式表示如下： | F | )( 3 1 2 2 o o )( 3 arctan o o F ， 根据上式可以分别画出 RC 串并联网络的幅频特性和相频特性： 1. 正弦波振荡电路的原理如下图正弦波

6、振荡电路的原理如下图 a、b所示：所示： 由上图得出正弦波振荡的条件为： 根据RC 串并联网络的选频特性及上述平衡条件容易得到 RC 正弦波振荡电路的振荡频率为： RC f o 2 1 ； 振荡的幅度平衡条件| FA | 1 是表示振荡电路已达到稳幅振 荡时的情况。 若要振荡电路能够自行起振， 开始时必须满足 1 | FA 的幅度条件。 已知当 ff o 时， 3 1 | F ， 由此可求得振荡电路的起振条件为： 3 | uA 同相比例运算电路输出电压与输入电压之间的比例系数为： 3 R 1 RF （即 R RF=2R R） 电路原理分析：电路原理分析： 在电路中 ,运放 741 和电阻 R3 , Rw , R4构成正常的负反馈放 大电路,而 R1 , C1 , R2 ,