模电课程设计 函数信号发生器.docx

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模电课程设计函数信号发生器

模拟电子

课程设计

院部

专业班级

学生姓名

学号

老师评分：

2011年12月10日

题目：

函数信号发生器

目录

1设计的目的及要求

1.1课程设计的目的任务及要求………………………………………………3

2电路设计总方案及各部分电路工作原理

2.1电路设计总体方案……………………………………………………3

2.2正弦波发生电路的工作原理……………………………………………5

2.3正弦波---方波工作原理……………………………………6

2.4方波---三角波工作原理…………………………………7

2.5三角波---正弦波工作原理…………………………………8

3电路仿真及结果）

3.1仿真电路图……………………………………………………………9

3.2仿真结果及分析…………………………………10

4收获与体会…………………………………………………………………13

5仪器仪表明细清单…………………………………………………14

6参考文献………………………………………………………14

一·设计的目的及任务

1.1课程设计的目的

设计一函数信号发生器，能输出特定频率（1kHz）的正弦波（两个）、方波和三角波共四种波形，振幅固定，并实现由正弦波（频率可调）→方波→三角波→正弦波的转化。

利用工具：

multisim

二电路设计总方案及各部分电路工作原理

2.1电路设计总体方案

函数信号发生器是具有两种或两种以上波形信号输出的信号发生器。

把几种不同类型的基本电路组合在一起就可以构成一个函数发生器。

我的总体设计方案是，由一个RC振荡电路，过零比较电路，积分电路，电压跟随电路和直流稳电路组成。

其工作原理是：

首先由RC振荡电路产生一个所需频率的正弦波振荡信号，该正弦信号一部分由电压比较器引出，另一部分由电压跟随器耦合到过零比较电路的输入端，经比较器处理后，将在输出端产生一个相同频率的方波信号，同理，一部分方波信号由电压跟随器引出作为发生器方波信号输出；另一部分继续由跟随器送入下一级积分电路，方波信号被积分电路处理后，在输出端输出一个相同频率的三角波信号，并由跟随器引出作为发生器又一信号输出。

在整个过程中，直流稳压电路作为所有集成运放提供电源。

如图1-1所示：

图1-1

2.2正弦波发生电路的工作原理

正弦波振荡电路是一种选频网络和正反馈网络的放大电路。

其自震荡的条件是环路增益为1，即AF=1,。

其中A为放大电路的放大倍数，F为反馈系数。

为了使电璐能够震起来，还应该是环路增益略大于1。

RC振荡电路主要用于产生小于1MHZ的低频信号。

振荡电路是大多数信号发生器电路的核心技术，文氏桥振荡电路为其中的一种，在电路中选择合适的元器件参数，便可得到相应的输出频率和振幅。

经过多次调试，定数据R=1600欧姆，C=100nm,R2=9970欧姆，R2=20000欧姆。

原理图为

这种电路不可实现频率可调，为弥补缺陷，可用下一个电路实现频率或周期可调

如下图所示：

2.3正弦波---方波工作原理

工作原理：

电路比较器具有两个阈值，当输入为正弦波是，输入由小变大，又有大变小，发生变化，输出的不是高电平就是低电平，利用稳压二极管的电压钳制作用，输出结果。

如图为原理图：

2.4方波---三角波工作原理

积分电路主要用于信号的处理，若要向积分器出入方波信号，由于方波的高低电平为恒定值，所以输出电压为三角波。

2.5三角波---正弦波工作原理

工作原理：

利用同向输入一阶低通滤波器一阶电路实现

3.1仿真电路图

（1）正弦波产生电路

（2）方波产生电路图

（3）三角波产生电路图

（4）有三角波回到正弦波电路图

3.2仿真结果及分析

（1）振荡电路产生正玄波仿真结果

（2）产生方波仿真结果

（3）产生三角波仿真结果

（4）产生正弦波仿真结果

四、收获与体会

对于真正的动手做课程设计，不得不说，有些东西不是只有理论知识支撑的，也要亲自实践的动手做，实验过程中，产生了各种各样的问题，在一次又一次的调试和查阅，直到示波器出现正确的波形的过程中，我收获很多，比如说：

方波后加微分电路的过程中由于负载的影响作用使得方波稍有瑕疵，在频率调整过程中由于活动电阻器的改变可能使得输出的正弦波失真，甚至可能出现矩形波出现限，在RC串并联端采用多个电阻电容并联的形式，可以实现频率较大范围的调节等等。

通过本次自己动手设计函数发生器，更加深刻和全面的理解了课本上的知识点学以致用，真正增强了自己动手，增加了学习的兴趣，收获很大。

五、仪器仪表明细清单

滑动变阻器8K欧姆一个，滑动变阻器4K欧姆一个，电阻各种型号大小若干，电容各种型号大小若干，OPAMP_3P_VIRTUAL二个，示波器四个，5v稳压管4个，电压表1个，导线若干等等

6、参考文献

董平、《电子技术实验》、2003、电子工业出版社

梅开香、《电子电路实验》北京理工大学出版社

路而红《虚拟电子实验室---MULTISIM7》哈尔滨工程大学出版社

童诗白、华成英《模拟电子技术基础》、2005、高等教育出版社