模拟电子技术课程设计课程设计Word格式文档下载.docx
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然后运用仿真软件Multisim对电路进行仿真。
观察效果并与课题要求的性能指标作对比。
最后分析出现误差的原因以及影响因素等。
通过设计这个函数发生器，自己巩固了模拟电子技术的知识并熟悉multusim软件，进一步掌握了怎样产生方波，然后由方波转换为三角波，再抓换为正弦波的方法，自己学习了调试电路和进行误差分析等等。
关键字：
方波、三角波、正弦波、发生器
目录
1绪论3
1.1相关背景知识3
1.2课程设计条件3
1.3课程设计目的3
1.5课程设计的基本要求3
1.4设计任务3
2函数发生器基本原理3
2.1原理图4
2.2设计思路4
3各组成部分的工作原理
3.1方波发生电路的工作原理4
3.2方波到三角波转换电路的工作原理4
3.2三角波---正弦波转换电路的工作原理4
3.3电路的参数选择及计算4
4电路仿真
4.1三角波-方波-正弦波函数发生器实验电路:
8
4.2方波电路的仿真8
4.3三角波电路的仿真9
4.4正弦波电路的仿真9
5电路的调试
5.1调试方波——三角波产生电路9
5.2调试三角波——正弦波变换电路10
6电路的实验结果
6.1方波---三角波发生电路的实验结果10
6.2三角波---正弦波转换电路的实验结果10
6.3实验结果分析
7实验总结10
8参考文献11
1绪论
1.1相关背景知识：
函数发生器是一种多波形的信号源。
它可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波，甚至任意波形。
有的函数发生器还具有调制的功能，可以进行调幅、调频、调相、脉宽调制和VCO控制。
函数发生器有很宽的频率范围，使用范围很广，它是一种不可缺少的通用信号源。
可以用于生产测试、仪器维修和实验室，还广泛使用在其它科技领域，如医学、教育、化学、通讯、地球物理学、工业控制、军事和宇航等。
另外集成函数发生器8038也有很广泛的应用。
1.2课程设计条件：
模拟电子技术基础知识、信息学院二楼实验室、仿真软件（Multisim10.0）。
1.3课程设计目的：
1.3.1掌握电子系统的一般设计方法。
1.3.2掌握Multisim的应用。
1.3.3培养综合应用所学知识来指导实践的能力。
1.4设计任务：
设计一个方波、三角波、正弦波函数发生器
1.5课程设计的基本要求：
（1）频率范围1~10HZ，10~100HZ
（2）输出电压方波
、三角波
、
正弦波
2函数发生器基本原理
2.1原理图
2.2设计思路：
设计采用先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法，通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能产生方波、三角波、正弦波的简易发生器。
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回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、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，如图中实线箭头所示。
反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；
但是，一旦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C反向充电，如图中虚线箭头所示。
Un随时间逐渐增长而减低，当t趋于无穷大时，Un趋于-Uz；
但是，一旦Un=-Ut,再减小，Uo就从-Uz跃变为+Uz，Up从-Ut跃变为+Ut，电容又开始正相充电。
上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。
3.2方波到三角波转换电路的工作原理
图为方波---三角波产生电路
工作原理如下：
（与示波器相连的分别是方波和三角波发生电路的输出）
运算发大器A1与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器，C1为加速电容，可加速比较器的翻转。
运放的反相端接基准电压，即U-=0，同相输入端接输入电压U，R1称为平衡电阻。
比较器的输出Uo1的高电平等于正电源电压+Vcc，低电平等于负电源电压-Vee（|+Vcc|=|-Vee|）,当比较器的U+=U-=0时，比较器翻转，输出Uo1从高电平跳到低电平-Vee,或者从低电平Vee跳到高电平Vcc。
设Uo1=+Vcc,则
将上式整理，得比较器翻转的下门限单位U为
若Uo1=-Vee,则比较器翻转的上门限电位U为
比较器的门限宽度
运放A2与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器，其输入信号为方波Uo1，则积分器的输出Uo2为
时，
既比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，则自动产生方波-三角波。
三角波的幅度为
方波-三角波的频率f为
由以上两式可以得到以下结论：
电位器RP2在调整方波-三角波的输出频率时，不会影响输出波形的幅度。
若要求输出频率的范围较宽，可用C2改变频率的范围，PR2实现频率微调。
方波的输出幅度应等于电源电压+Vcc。
三角波的输出幅度应不超过电源电压+Vcc。
电位器RP1可实现幅度微调，但会影响方波-三角波的频率。
3.2三角波---正弦波转换电路的工作原理
三角波——正弦波的变换电路主要由差分放大电路来完成。
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，可以有效的抑制零点漂移，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。
为使输出波形更接近正弦波，由图可见：
（1）传输特性曲线越对称，线性区越窄越好；
（2）三角波的幅度Um应正好使晶体管接近饱和区或截止区。
（3）图为实现三角波——正弦波变换的电路。
其中Rp3调节正弦波的幅度，Rp4调整电路的对称性，其并联电阻RE3和RE4用来减小差分放大器的线性区。
电容C1,C2,C3为隔直电容，C4为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出波形。
图三角波—正弦波变换电路
3.3电路的参数选择及计算
1.方波-三角波中电容C1变化（关键性变化之一）
实物连线中，将开关打到10uF的时候的不出波形，而打到1uF可得出。
实际上，分析一下便知当C2=10uf时，频率很低，不容易在实际电路中实现。
3.4.三角波-正弦波部分
比较器A1与积分器A2的元件计算如下。
由
得
取
，则
，取
，RP1为47KΩ的电位器。
区平衡电阻
得
当
时，取
，为100KΩ电位器。
时，取
以实现频率波段的转换，R4及RP2的取值不变。
取平衡电阻
。
三角波—>
正弦波变换电路的参数选择原则是：
隔直电容C3、C4、C5要取得较大，因为输出频率很低，取
，滤波电容
视输出的波形而定，若含高次斜波成分较多，
可取得较小，
一般为几十皮法至0.1微法。
RE2=100欧与RP4=100欧姆相并联，以减小差分放大器的线性区。
4.1三角波-方波-正弦波函数发生器实验电路:
三角波-方波-正弦波函数发生器仿真电路
4.2方波电路的仿真
4.3三角波电路的仿真
4.4正弦波电路的仿真
5.1调试方波——三角波产生电路
1.接入电源后，用示波器进行观察；
2.调节RP1，使三角波的幅值满足指标要求；
3.调节RP2，微调波形的频率
5.2调试三角波——正弦波变换电路
1.接入直流源后，把C4接地，利用万用表测试差分放大电路的静态工作点；
2.测试V1、V2的电容值，当不相等时调节RP4使其相等；
3.测试V3、V4的电容值，使其满足实验要求；
4.在C4端接入信号源，利用示波器观察，逐渐增大输入电压，当输出波形刚好不失真时记入其最大不失真电压.
6.1方波---三角波发生电路的实验结果
C=1uf
fmin=12HZ
fmax=365HZ
C=10uf
fmin=1.8HZ
fmax=30HZ
6.2三角波---正弦波转换电路的实验结果
R=15KΩ
Vc1=Vc2=5.568V
Vc3=-0.6315V
Vc4=-11.223V
Ic1=Ic2=0.5525mA
模拟仿真（R*=13K
）
Vc1=Vc2=4.35V
Vc3=-0.83V
Vc4=-9.02V
Ic1=Ic2=0.53mA
7实验总结
在整个设计中,电路调试过程，我个人感觉调试部分是最难的，因为你理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数，我们必须通过观察效果来改变参数的数值以期达到最好。
而参数的调试是一个经验的积累过程，没有经验是不可能在短时间内将其完成的，而这个可能也是老师要求我们加以提高的一个重要方面吧在这一星期的学习、设计过程中我感触颇深。
使我对抽象的理论有了具体的认识。
当调试出现问题是才是真正考验人的时候，面对一个线路比较复杂的电路时，怎样找出错的地方才能掌握真本领。
最重要的是锻炼了实际动手操力，明白了学以致用。
而且总结了上一年模拟电子技术所学的部分知识，对知识又进行了一次顾。
Multisim软件能更加熟练地掌握了，想各种元件的位置，各种测量仪器的作用等等。
实用软件进行试验，节省了许多器材，而且很容易调试，参数也可以任意更换，特别方便。
8参考文献
吴友宇主编，模拟电子技术基础（第一版）清华大学出版社
童诗白主编，模拟电子技术基础（第四版）清华大学电子教学教研组编北京：
高教出版社，
2009年七月第十次印刷
李万臣主编，模拟电子技术基础与课程设计哈尔滨工程大学出版社
谢自美主编，电子线路设计,实验,测试（第三版）华中科技大学出版社
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