模电课程设计--函数发生器(三角波-方波-正弦波)

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1、 模拟电子课程设计模拟电子课程设计 报告报告 题 目：_函数发生器设计_ 一一、课题意义课题意义 （1）通过模拟电子技术的课程设计，让我们对模拟电子电路有更加深入的 认识和了解。 （2）以做课程设计来激发学生对模拟电子技术的兴趣，从而为后期的学习 提供更大的动力。 （3）以课设的形式让学生对一学期所学习的模拟电子知识进行归纳总结， 学以致用。 （4）通过设计函数发生器，我们对模拟电子技术中的积分电路、微分电路 以及差分电路原理有更加详细的理解。 （5）通过课程设计培养学生的动手能力。 （6）强化学生的创新能力，以及在学习生活中学会独立的解决问题的能力。 二、二、函数发生器设计函数发生器设计课题

2、要求课题要求 （1）输出波行：正弦波、方波和三角波 （2）输出频率：300HZ-10KHZ 可调 （3）输出幅值：30mv-3v可调 三、三、课题方案设计和比较课题方案设计和比较 在本次模拟电子课程设计方案设计选择中， 我所选择的是方案是通过直流稳 压电源 （+5V， 5V 或者+12V， 12V） ， 通过一个 LM324 的运放元件的管脚 1、 2、3 形成一个产生正弦波的发生器，而 LM324 元件的管脚 5、6、7 形成一个产 生方波的发生器，LM324 元件的管脚 8、9、10 形成一个产生三角波的发生器， 最后三个函数发生器共用同一个直流稳压电源的接入管脚 4、11，其共同连接起

3、来形成一个能够产生正弦波方波三角波的函数发生器， 函数发生器设计 课设要求的电压输出可调幅值 30mv-3v， 可调频率范围为 300HZ-10KHZ 则是通 过调节所设计的电路中的电位器来实现这一要求的， 其实际原理也就是改变接入 电路中电阻值的大小来改变输出电压的幅值和频率的。 以下为此次模拟电子课程 设计课题函数发生器的设计思路方案框图： 图 1 函数发生器的设计方案框图 根据设计框图在Electronics Workbench仿真软件里面所绘制的函数发生器的 仿真电路图如下所示： 图 2 函数发生器的电路设计仿真图 在此次课设中所应用的主元件则是 LM324，其元件中集成了四个运放，本

4、次课 设函数发生器的设计中我们只应用了其中的三个。以下则是 LM324 的内部管脚 图： 正弦波发生正弦波发生 器器 方波方波发生器发生器 三角波三角波发生发生 器器 幅幅 度度 调调 节节 V0 V1 V2 图 3 LM324 管脚图 四、设计所用仪器及器件四、设计所用仪器及器件 1直流稳压电源（1 套） 2双踪示波器（1 个） 3万用表（1 个） 4运放 LM324（1 个） 5电阻若干(3 个 10k 的电阻、1 个 12 k 的电阻、1 个 20k 的电阻) 6电位器若干（1 个 10k 的电位器、1 个 50k 的电位器、1 个 100k 的双 极电位器） 7电容若干（2 个 0.4

5、7F 的、1 个 0.02F 的） 8导线若干 9整流二极管（2 个） 10面包板（1 个） 四、四、电路分析和计算电路分析和计算 在函数发生器的设计中（下图） 图 4 函数发生器的电路设计图 五、五、测试结果分析测试结果分析 应用以上的电路原理图，我们在面包板上面依照电路图连接了电路，并且对 其进行了测试，在双踪示波器上面记录正弦波、方波、三角波的函数发生器的输 出端的波形、电压值以及频率等各项参数。 1、499HZ 频率下的频率下的测试结果分析测试结果分析 在函数发生器的测试的时候， 我们调节图 4 函数发生器的电路设计图中的双 极电位器（电位器 R1 与 R2 是共用一个电位器（100k

6、 双极电位器） ） ，通过改 变电位器连接入电路中的电阻大小来改变所输出的正弦波的频率为 499HZ。 以下为双踪示波器上面输出的 499HZ 的时候正弦波、方波三角波的波形： 图 5 频率为 499HZ 时的正弦波波形 图 6 频率为 499HZ 时的方波波形 图 7 频率为 499HZ 时的三角波波形 在上面的三个函数发生器的波形图片中，我们可以发现频率在 499HZ 的时 候，正弦波和方波都比较的标准，但是在同一频率下三角波波形却是存在着一定 的失真问题， 对于此问题与电路中的电路元件电阻的阻止所存在的误差有着很大 的关系。 频率为 499HZ 时的数据记录： 频率 499.44HZ 峰峰值 23.0v 均方根值 2.02v 周期 2.004ms 电阻阻值 57k 2、800HZ 频率下的频率下的测试结果分析测试结果分析 此次，我们同样在测试函数发生器的时候，通过调节双极电位器（电位器 R1 与 R2 是共用一个电位器（100k 双极电位器） ） ，继而改变