函数信号发生器课程设计报告Word格式.docx
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...........................................................................................1
1.系统设计
.......................................................................................4
1.1
设计指标................................................................................................................................4
1.2
方案论证与比较....................................................................................................................4
2.单元电路设计
...............................................................................5
2.1
方波的设计............................................................................................................................5
2.2
三角波的设计........................................................................................................................8
2.3
正弦波的设计......................................................................................................................10
3．参数选择
...................................................................................11
3.1
方波电路的元件参数选择...................................................................................................11
4.系统测试
.....................................................................................11
4.1
正弦波波形测试..................................................................................................................11
4.2
方波波形测试......................................................................................................................12
4.3
三角波波形测试..................................................................................................................12
5．结果分析
...................................................................................12
6．工作总结
7．参考文献
...................................................................................13
8．附录
...........................................................................................13
3
1.系统设计
设计指标
1.1.1
电源特性参数
①输入：
双电源
±
12V
②输出：
正弦波Vpp
>
1V，方波Vpp
≈12V，三角波Vpp
≈5V，幅度连续可调，线
性失真小。
1.1.2
工作频率
工作频率范围：
10
HZ～100HZ
100
HZ～1000HZ
方案论证与比较
1.2.1
方案
1：
采用集成运放电路设计方案产生要求的波形
主要是应用集成运放
LM324，其芯片的内部结构是由
个集成运放所组成的,通
过
文氏电桥可产生正弦波，通过滞回比较器能调出方波,并再次通过积分电
路就可以调试出三角波，此电路方案能实现基本要求和扩展总分的功能，电路
较简单，调试方便，是一个优秀的可实现的方案。
1.2.2
2：
LM324,其芯片的内部结构是由
个集成运放所组成的,
通过电压比较器可以形成方波,方波经过积分之后可以形成三角波,三角波再经
过低通滤波可以形成正弦波,此电路方案能实现基本要求和扩展总分的功能,电
路较简单,调试方便,相比第一方案,其操作成功率较低.
4
2.单元电路设计
方波的设计
2.1.1
原理图
+1
R2
U1
21
R3
0.5K
-12
D1
ZNR
LM3
24A
D2
2.1.2
工作原理
矩形波发生电压只有两种状态,
不是高电平
就是低电平
所
以电压比较器是它的重要成分;
因为产生振荡
就是要求输出
的两种状态自动地相互转换,
所以电路中必须引入反馈,
因为
5
输出状态应按一定时间间隔交替变化,
即产生周期性变化
所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间.
6
图所示的矩形波放生电路,
它由反相输入的滞回比较器和
电
路
组
成
.RC
回
既
作
为
延
迟
环
节
又
反
馈
网
络
通
充
放
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
入
端
位
Up=+Ut
。
Uo
通
R3
对
容
C
正
向
，
随时间
t
增长而逐渐升高，当t
趋
近
于
无
穷
时
Un
于
+Uz
；
但
是
一
旦
Un=+Ut,
再
稍
增
大
就
从
跃
变
为
—
Uz
与
此
Up
+Ut
Ut
随
后
过
或
者
说
位Un
增长而逐渐降低，当t
—
Un=
Ut,
减
小
开
始
充
电。
上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。
图
滞回比较器的电压传输特性
7
2.4
方波发生电路的波形
+12
三角波的设计
2.2.1
U2
C5+12
R4
Rw3
U3
Rw2
R
DZ
三角波发生电路原
三角波发生电路的波形图
Size
Number
Revisio
8
B
Date:
7-Jun-2008Sheet
of
File:
E:
\偶偶
偶\偶偶
偶偶
偶\Backup
of
DrawnofSheet1.DDB
456
2.2.2
积分电路是一种运用较为广泛的模拟信号运算电路，它是组成各种模拟电
子电路的重要基本单元，它不仅可以实现对微分方程的模拟，同时在控制和测
量
2.6
方波-三角波发生电路波形图系统中，积分电路也有着广泛运用，利用其充放
电过程可以实现延时，定时以及各种波形的产生.积分电路还可用于延时和定时。
在图
所示三角波发生电路图中，将方波电压作为积分运算电路的输入，
在积分运算电路的输出就得到三角波电压。
.
UO3
=
-⎰
IC
C
dt
-
UO2dt
（式
2.10）
（R4
+
RW
）C
UO2
（t1
-
t0
）+
（t0
）
2.11）
式中
为初始状态时的输出电压。
设初始状态时UO2
正好从-UZ
跃变
为+UZ
，则式
2.10
应写成
UZ
2.12）
积分电路反向积分,
随时间的增长线性下降，根据图
所示电压传输
特性，一旦UO2
UT
，再稍减小，UO2
将从+UZ
跃变为-UZ
使得式
变为
（t2
t1
2.13）
为UO2
产生跃变时的输出电压。
积分电路正向积分，UO2
随时间的增
长线性增大，根据图
的电压传输特性，一旦UO2
，再稍增大,UO2
将从
9
-UZ
跃变为+UZ
，回到初态，积分电路又开始反向积分。
10
正弦波的设计
0.1u
F
R7
4K
1K
R8
9
8
C1
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