函数信号发生器课程设计之方波

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1、 1 目录目录 一、概述.2 二、技术性能指标.2 2.1 设计内容及技术要求 .2 2.2 设计目的 .3 2.3 设计要求 .3 三、方案的选择.3 3.1 方案一 .4 3.2 方案二 .5 3.3 最终方案 .6 四、单元电路设计.6 4.1 矩形波产生电路 .6 4.2 三角波产生电路 .9 4.3 正弦波产生电路 11 五、总电路图13 六、波形仿真结果13 6.1 矩形波仿真结果 13 6.2 三角波仿真结果 14 6.3 正弦波仿真结果 15 6.4 三种波形同时仿真结果 15 七、PCB 版制作与调试 16 结论17 总结与体会18 致谢18 附录 1 元件清单 .19 附录

2、 2 参考文献 .20 2 函数信号发生器设计报告函数信号发生器设计报告 一、概述 信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中 有着广泛的应用。 各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。 能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波） 、正弦 波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和 设备检测中具有十分广泛的用途。例如在通信、广播、电视系统 中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频 （低频） 、 视频信号或脉冲信号运载出去， 就需要能够产生高频的 振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、 熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都

3、需要功率或大或小、 频率或高或低的振荡器。 二、技术性能指标 2.1 设计内容及技术要求 设计并制作一个信号发生器，具体要求如下： 1、能够输出正弦波、方波、三角波； 2、输出信号频率范围为 110Hz，10100Hz； 3、输出信号幅值：方波 Up-p=24V，三角波 Up-p=020V，正弦 波 U1V； 4、波形特征：方波 TrRRo 的关系选择 R 的值， 为了计算方便， 初选 R=159.2k， 则 C=100nF1uF， 我们采用双层波段开关两 12 组两支容值相差 10 倍的电容，则 C4=C5=1uF，C8=C9=100nF。 为了实现仿真，根据运算放大器的技术参数，并且结合经

4、济 性，运算放大器为 uA741。为了防止由于电路故障输出电压过大， 在输出端并联接入两个串联的反向稳压管，且稳压管的稳定电压 高于正弦波输出的最大幅值 6V，故选用稳压值为 10V 的稳压管 10BQ015。 由于稳压管正常工作时需要串联一个分压电阻， 故在输 出端串联入一个 1K的电阻。 正弦波产生电路如图 8。 图 8 正弦波产生电路 为了保证电路的输出信号频率能达到要求， 选择 R=15.92k 的固定电阻和 Rw=143.28k的滑动电阻的组合来达到调整输出 信号的频率。输出时，为了防止电路由于故障输出电压太大导致 负载不可逆转的损坏，在输出端并联接入了一对反向的稳压管， 且稳压管的稳定电压大于输出正弦波的最大值。以滑动变阻器的 可滑动端作为输出端，使输出电压稳定可调。 13 五、总电路图 图 9 函数信号发生器总电路图 六、波形仿真结果 6.1 矩形波仿真结果 图 10 矩形波仿真图 14 图 11 矩形波失真（转换时间） 由图知，矩形波转换时间为 t=98.295ns。 6.2 三角波仿真结果 图 12 三角波产生图 15 6.3 正弦波仿真