模拟电子技术课程设计---函数信号发生器设计 (2)

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1、 模拟电子技术课程设计报告模拟电子技术课程设计报告 课课 程程 名名 称称 模拟电子技术课程设计模拟电子技术课程设计 设设 计计 题题 目目 函数信号发生器设计函数信号发生器设计 模拟电子技术课程设计 任 务 书 设计（论文）名称： 函数信号发生器设计 一、课程设计应达到的目的： 1、培养综合应用所学知识来指导实践的能力； 2、了解集成电路和集成运放的基本知识； 3、学会使用仿真软件对电路进行仿真； 4、理解函数信号发生器的组成框图及工作流程； 5、会制作函数信号发生器； 6、能用仪器、仪表调试、测量函数信号发生器的主要指标。 二、课程设计任务和基本要求 设计任务： 1、频率范围三段：1010

2、0Hz，100 Hz1KHz，1 KHz10 KHz； 2、正弦波 Uopp3V，三角波 Uopp5V，方波 Uopp14V； 3、幅度连续可调，线性失真小； 4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书 基本要求： 不失真地输出正弦波、方波、三角波三种波形，峰峰值都大于 6V,频率可 连续调节，范围在 1KHZ 到 100KHZ,带负载（100到 1K）能力较强。 函数信号发生器设计 摘要：函数信号发生器作为一种常用的信号源，是现代测试领域内应用最为 广泛的通用仪器之一。在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及 整机设备时，都要有信号源，由他产生不同频率不同波形 的电压、电流信号 并加到

3、被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以 分析确定他们的性能参数，信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广 泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号，如正弦波、三角波、方波等， 因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。 1.单元电路的设计与调试 1.1 正弦波产生电路 1 1.1.1.1.1 正弦波振荡器的基本结构与工作原理 正弦波振荡器是一个没有输入信号，依靠自激振荡产生正弦波输出信号的电路，它由一个基本放 大器和一个带有选频功能的正反馈网络组成。 电路接通电源的一瞬间，由于电路中电流从零突变到某一值，它包含着很多的交流谐波，经选频网 络选出频率为 fo 的信号，一方

4、面由输出端输出，另一方面经正反馈网络传送回到输入端，经放大和选 频，这样周而复始，不断地反复，只要反馈信号大于初始信号，振荡逐渐变强起来。 1 1.1.2.1.2 产生振荡的条件 (1)振荡平衡条件 要使振荡器输出信号 . o X维持稳定的输出，必须使再次反馈回输入端信号 . f X和原来输入端的信号 . i X相等，即: fi XX 又有 . . . o i X A X . . . f o X F X 得 fi XA F X 由于 fi XX 所以振荡平衡条件为: 1A F 设 . a AA, . f FF则 ()1 af A FAF即： 1AF 幅度平衡条件 2(0,1.2 af nn）相

5、位平衡条件 一个振荡器只有同时满足这两个条件，才能振荡。 (2)振荡起振条件 振荡器满足平衡条件时， fi XX输出信号幅度保持不变。但在振荡器刚开始振荡时，信号非常 微弱， 如仅是 fi XX振荡器将不能起振。 必须使每次反馈回来的信号大于原来的输入信号， 即 fi XX。 振荡才能由弱到强建立起来。所以振荡起振条件应为AF1。 1 1.1.3.1.3 RC 文氏电桥振荡器的制作 由于RC文氏电桥振荡器具有电路简单、易起振、频率可调等特点被大量应用与低频振荡电路，所 以我们采用 RC 文氏电桥振荡器产生正弦波。电子电路图如图 2-1 所示： 图 2-1 RC 正弦波振荡器电路 如图所示，根据

6、设计要求可选择电阻R1，R2均为 15k，R4为 100k的可调电位器。电容C1和 C2为 0.22F，D1，D2 为 1N4001，采用的集成运放为MC4558。R1、C1、R2、C2组成 RC 串并联网络形 成正反馈，运放、R4、R5、D1、D2 组成同相比例放大器，D1，D2 具有稳幅作用。 在此电路中，由RC串、并联网络组成正反馈支路和选频网络，这部分电路决定了电路的振荡频率； 由R4、D1、D2和R5组成负反馈支路和稳幅环节。负反馈电路控制运算放大器的增益。反馈过深，不易 起振，反馈过小，容易造成波形失真。调节R4为适当值，电路即能起振，输出正弦波，并利用D1、D2 的非线性实现稳幅。并联电阻R5有改善二极管非线形引起波形失真的作用。 在实际应用中，常选取文氏电桥两个支路中的R、C