多功能信号发生器课程设计

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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，