课程设计--函数发生器的设计

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1、 目录 1. 函数发生器总方案及原理框图 1 1.1 函数发生器的总方案 . 1 1.2 电路设计的原理框图 . 2 2. 课程设计的目的和任务 3 2.1 设计的目的 . 3 2.2 课程设计的任务与要求 . 3 2.3 课程设计的技术指标 . 3 2.4 课程设计的时间安排 . 4 3. 各部分电路设计 5 3.1 方波发生电路的工作原理 5 3.2 方波三角波转换电路的工作原理 6 3.3 三角波正弦波转换电路的工作原理 . 8 3.4 电路的参数选择及计算 . 9 3.5 总电路图 10 4. 电路的安装与调试 . 12 4.1 方波-三角波发生电路的安装与调试 12 4.2 三角波-

2、正弦波转换电路的安装与调试 . 12 4.3 总电路的安装与调试 . 13 4.4 调试中遇到的问题及解决的方法 . 13 5. 电路实验结果及分析 14 5.1 方波实测结果 . 14 5.2 三角波实测结果 15 5.3 正弦波实测结果 15 5.4 误差分析及改进方法 . 16 6. 实习总结 . 17 7. 仪器仪表明细清单 . 19 8. 参考文献 . 21 1 1. 函数发生器总方案及原理框图函数发生器总方案及原理框图 1.1 函数发生器的总方案函数发生器的总方案 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

3、种波形的函数发生 器，使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器 S101 全部采用晶体 管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块 8038)。为进一步掌握电路的 基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器 共同组成的方波三角波正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

4、： 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由差分放大器来完成。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漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦 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。 2 1.2 电路设计的原理框图电路设计的原理框图 图 1 原理框图 三角波 方波 正 弦 波 3 2. 课程设计的目的和任务课程设计的目的和任务 2.1 设计的目的设计的目的 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

5、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，了解电路调试的基本方法。 2.2 课程设计的任务与要求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 2.3 课程设计的技术指标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 1010000Hz范围内可调 ； 4输出电压：方波 U24V，三角波 U8V，正弦波 U 1V； 4 2.4 课程设计的时间安排课程设计的时间安排 时间 任务安排 5 月 27 日（星期一） 资料的查找 5 月 28 日（星期二） 学习函数信号发生器的原理 5 月 29 日（星期

6、三） 电路板的焊接 5 月 30 日（星期四） 电路的调试 5 月 31 日（星期五） 电路的调试、写实习报告 5 3. 3. 各部分电路设计各部分电路设计 3.1 方波发生电路的工作原理 此电路由反相输入的滞回比较器和 RC 电路组成。RC 回路即作为迟滞环 节，又作为反馈网络，通过 RC 冲、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 Up=+Ut,Uo 通过 R3 对电容 C 正向充 电，如图中箭头所示。反相输入端电位 n 随时间的增长而逐渐增高，当 t 趋于 无穷时，Un 趋于+Uz；但是 Un=+Ut，再稍增大，Uo 从+Uz 跃变为-Uz，与此 同时 Up 从+Ut 跃变为-UT。随后，Uo 又通过 R3 对电容反相充电，如图中虚线 箭头所示。Un 随时间逐