模拟电子技术课程设计.docx

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模拟电子技术课程设计

函数发生器的设计与调试

实验的基本内容：

本设计由RC振荡电路产生正弦波，通过对RC的选择来调节正弦波的频率，对Rf和R1的比值调节来调节正弦波的幅值，通过R1的调节来达到限流作用。

RC产生的正弦波经过电压比较器来生成方波，通过对电压比较器同相输入端的两个电阻的阻值设定及其比值的选取来控制电压比较器的阈值电压，由于RC产生的正弦波的幅值会影响方波的产生所以在选取RC振荡电路的时候反相输入的电阻的时候应考虑其阻值的大小对RC的限流作用否则会出现失真的方波。

在经过RC和电压比较器后会出现完美的方波，在方波后用积分电路会生成三角波。

但是在三角波的积分电路中由于其是在经过RC和电压比较器生成的，所以其受到RC和电压比较器的影响，尤其是电压比较器对其的影响更严重。

积分电路反相输入端的电阻可以用来调节积分电路的频率，当积分电路产生的三角波失真的时候是其受到了电压比较器的影响。

电压比较器的阈值与其控制阈值的两个电压对积分电路产生了影响，通过更换电压比较器的同相输入端的电阻，由定值电阻换成可调电阻通过对电阻的不断尝试（在合理的计算范围内的尝试）来确定电阻的阻值。

一，设计题目：

函数发生器的设计与调试

二，技术指标：

f=100HZ—1KHZ可调，方波幅值±6V，三角波幅值±4V。

三，电路设计：

1，方案的选择：

结构框图

方案1、方波发生器、积分电路、低通滤波器

方案2、RC振荡电路、电压比较器、积分电路

2，分块设计：

方案1：

①方波发生器

②三角波发生器：

R3为了防止低频信号增益过大，在电容上并联一个电阻加以限制。

③低通滤波电路

因为一阶电路的过渡带较宽，所以选取二阶。

其通带放大倍数一阶电路相同，通过增加ＲＣ来加大衰减。

方案２：

1ＲＣ振荡电路

通过调节Ｒ１、Ｃ２的乘积与Ｃ１、Ｒ２的乘积可以改变ＲＣ振荡电路的频率，通过调节Ｒ４与Ｒ３的比值来调节产生的波的幅值。

Ｒ４是可调电阻为了改变幅值的。

所选用的放大电路应具有尽可能大的输入电阻和尽可能小的输出电阻，减小放大电路对选频特性的影响，是振荡频率几乎仅仅决定于选频网络。

为提高桥式正弦波振荡电路的振荡频率，必须减小ＲＣ的数值。

但是减少必须适当。

2电压比较器

3积分电路

四、电路调试

所选方案为方案２：

1ＲＣ的调试：

波形显示：

2方波的调试：

波形显示：

3三角波的调试：

波形显示：

4ＲＣ＋电压比较器＝方波的调试：

波形的显示：

ＲＣ＋电压比较器＋积分电路＝三角波的调试：

波形的显示：

四，原件选取列表

电阻

电容

放大器

电源

示波器

两个１０千欧姆的电阻

两个０.０１ｕｆ的电容

三个７４１放大器

三个正１２伏的电源

三个

两个３０千欧姆的电阻

一个０.１ｕｆ的电容

三个负１２伏的电源

四个１００千欧姆的可调电阻

一个５０千欧姆的电阻

选取3个示波器的原因是，由于示波器的Ｙ１和Ｙ２共同接受信号导致信号不稳定，而且实验设备和环境的影响同样会导致波形的失真，所以选取三个示波器以减小示波器对信号的影响。

五，实验总结

⒈在电路调试中遇到的问题及解决方法：

在RC振荡电路调试中，在第一次做的时候没有出现正弦波，由于R3阻值为1千欧姆阻值过小后来把R3阻值调节到10千欧姆出现正弦波。

2.方波的调试遇到问题及解决方法：

在进行方波单独调试的时候，直接给一个正弦波然后选取Ｒ６与Ｒ５比值符合的电阻以调节阈值可以出现方波。

3.三角波调试中遇到的问题及解决方法：

在三角波调试中，直接由信号发生器给一个方波信号接入到反相输入端然后运用积分电路连接电路图。

在调试的时候并没有出现三角波而是一条直线，后来改变同相输入端的电阻出现失真的三角波。

最后把R8改为阻值更大的可调电阻出现三角波。

4.在RC振荡和比较器的调节中遇到的问题及解决方法：

在调试中并没有出现方波而是失真的正弦波，在经过调节RC选频网络后并没有改变。

后来查阅资料产生这种问题可能是由于RC振荡电路产生的正弦波的幅值小于比较器的阈值电压，最后将R4换成阻值更高的可调电阻，出现失真的方波。

最后猜想可能是由于R3的阻值过小产生的某种问题，将R3由原本的1千欧姆换成10千欧姆后出现标准的方波。

5.在RC振荡电路，比较器和积分电路调试中遇到的问题及解决方法：

在将其3个电路连到一起在用示波器显示的时候第一次出现的是不完全的三角波，考虑可能是R8或者R9的阻值较小或是电容C3的值较小三角波转化不完全，但是在不断调节这三个值的时候并没有出现标准的三角波而是变成了一条直线。

在分析问题后想到可能是方波的幅值太大形成的转化不完全，但是最后否定了这个猜想。

在后来从看一遍三角波生成的电路及其影响因素的分析，猜想可能是由于方波的阈值或者是R5与R6对其产生的影响。

在不断调节R5与R6的比值及其的阻值最后在R5阻值为20千欧姆，R6为100千欧姆的可调电阻气阻值为50千欧姆的时候出现三角波幅值为±6.664V.

到现在还有一个问题没有解决就是怎么改变三角波的幅值，在做调试中不断的猜想和实验，了解到R8的阻值影响三角波的幅值但是在调节R8的时候，使其的阻值增大但是又影响了方波的波形导致方波波形失真，最后这个问题没解决。

六，参考文献

清华大学电子学教研组编，童诗白﹑华成英主编，模拟电子技术基础.第四版.北京：

高等教育出版社，2006.

黄智伟主编，基于NIMultisim的电子电路计算机仿真设计与分析.修订版.北京：

电子工业出版社，2011.