最新毕业设计函数发生器设计俞凌凯.docx

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最新毕业设计函数发生器设计俞凌凯最新毕业设计函数发生器设计俞凌凯课程设计任务书学生姓名：

俞凌凯专业班级：

通信0905指导教师：

王晟工作单位：

信息工程学院题目:

函数发生器设计初始条件：

1.高频电子线路基础知识，比较器积分器和差分放大器部分。

2.电路板焊接知识。

要求完成的主要任务:

1.根据理论知识书写课程设计报告。

2.按照要求焊接实物，并调试电路功能。

设计任务：

1.频率可调范围：

10Hz10kHz；2.输出电压：

正弦波VPP=03V,三角波VPP=05V,方波VPP=015V；3.输出电压幅度连续可调4.方波上升时间小于2微秒，三角波线性失真小于1%，正弦波失真度小于3%时间安排：

第18周：

理论讲解第19周：

理论设计及实验室安装调试；地点：

鉴主15通信工程实验室

（1），鉴主13通信工程专业实验室；撰写设计报告及答辩；地点：

鉴主17楼研究室。

指导教师签名：

年月日系主任（或责任教师）签名：

年月日摘要（3）Abstract（4）1函数发生器的总方案及原理框图（6）1.1电路设计原理框图（6）1.2电路设计方案总设计（6）2设计的目的及任务（7）2.1课程设计的任务（7）2.2课程设计要求（7）2.3课程设计发挥部分（7）3各部分电路设计（8）3.1方波发生电路的工作原理（8）3.2方波-三角波转换电路的工作原理（10）3.3三角波-正弦波转换电路的工作原理（11）3.4总电路图（11）4电路仿真（12）4.1方波-三角波发生电路的仿真（12）4.2三角波-正弦波转换电路的仿真（13）5电路的安装与调试（14）5.1方波-三角波发生电路的安装与调试（14）5.2三角波-正弦波转换电路的安装与调试（15）5.3总电路的安装与调试（16）5.4电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法（16）6电路的实验结果（17）6.1方波-三角波发生电路的实验结果（17）6.2三角波-正弦波转换电路的实验结果（17）6.3实测电路波形、误差分析及改进方法（18）7实验总结（19）8仪器仪表明细清单（20）9参考文献（21）摘摘要要函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、含方波、正弦波的电路。

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。

通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。

采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波三角波正弦波函数发生器的设计方法，先通过比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，最后通过差分放大器形成正弦波。

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。

经过仿真得出了方波、三角波、正弦波、方波。

AbstractFunctiongeneratorisamulti-wavesignalsource.Itcanproducesine,square,trianglewave,sawtooth,orarbitrarywaveform.Somefunctiongeneratoralsohasamodulationfunction,canbeAM,FM,phasemodulation,pulsewidthmodulationandVCOcontrol.Functiongeneratorhasawidefrequencyrange,usingawiderange,itisanindispensablecommonsource.Canbeusedforproductiontesting,equipmentmaintenanceandlaboratory,butalsowidelyusedinothertechnologyareassuchasmedicine,education,chemistry,communications,geophysics,industrialcontrol,military,andaerospaceandsoon.Withtherapiddevelopmentofintegratedcircuits,integratedcircuitscanbeeasilyusedtocreatevariouswaveformgenerator.Integratedcircuitstoachievethesignalwaveformgeneratorandotherwaveformgeneratorscomparedtothewaveformquality,magnitudeandfrequencystabilityandotherperformanceindicators,havebeengreatlyimproved.1函数发生器总方案及原理框图1.1电路原理图1.2任务函数发生器电路设计的总方案函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。

根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件（如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管），也可以采用集成电路（如单片函数发生器模块）。

为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波三角波正弦波函数发生器的设计方法。

产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以首先产生三角波方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。

本课题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，本课题中函数发生器电路组成框图如下所示：

由比较器和积分器组成方波三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。

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时，可以有效地抑制零点漂移，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。

2课程设计的目的和设计的任务2.1设计任务利用集成运算放大器和晶体管差分放大器等设计一个方波三角波正弦波函数发生器2.2设计要求

（1）频率可调范围：

10Hz10kHz；

（2）输出电压：

正弦波VPP=03V,三角波VPP=05V,方波VPP=015V；（3）输出电压幅度连续可调（4）方波上升时间小于2微秒，三角波线性失真小于1%，正弦波失真度小于3%2.3发挥部分

（1）矩形波占空比50%95%连续可调；

（2）锯齿波斜率连续可调。

3.电路各部分的工作原理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-三角波转换电路的工作原理3.2.1基本电路图1图13.2.2基本原理假设t=0时积分电容上的初始电压为零，而滞回比较器输出电平为低电平，即uo1=+Uz。

因集成运放A1同向输入端的电压u+同时与uo1和uo有关，根据叠加定理可得：

u+=R1/（R1+R2）*uo1+R2/（R1+R2）*uo（9.5.4）此时uo=0，而uo1=+Uz，故u+也为高电平。

而当uo1=+Uz时，经反向积分，输出电压uo将随着时间往负方向线性增长，则u+将随之逐渐减小，当减小至u+=u-=0时，滞回比较器的输出端将发生跳变，使uo1由+Uz跳变为-Uz，此时u+也将跳变为一个负值。

当uo1=-Uz。

以后重复上述过程，于是滞回比较器的输出电压uo1成为周而复始的矩形波，而积分电路的输出电压uo也成为周期性重复的三角波。

3.2.3电路仿真图210HZ波形图10KHZ波形图图23.3三角波-正弦波转换电路的工作原理3.3.1基本电路：

图3.3.2工作原理差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力强等优点。

特别是作为直流放大器，可以有效地抑制零点漂移，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。

分析表明，传输特性曲线的表达式为：

Ic2=aIE2=aIo/1+e（Uld/UT）Ic1=aIE1=aIo/1+e（-Uid/UT）式中Ic/IE1Io差分放大器的恒定电流；UT温度的电压当量，当室温为25oc时，UT26mV。

Uid为三角波，设表达式为4Um/T（t-T/4）（0=t=T/2）Uid=-4Um/T（t-3T/4）（T/2=t1vC1=0.01uFU=54mvUo=2.8v1vXc=1/W*C,当输出波形为高频时，若电容C6较大，则Xc很小，高频信号完全被吞并，无法显示出来。

7实验总结本学期我们开设了模拟电路课，这门学科属于电子电路范畴，与我们的专业也都有联系，且都是理论方面的指示。

正所谓“纸上谈兵终觉浅，觉知此事要躬行。

”学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以在本学期模电刚学完之际，紧接着来一次电子电路课程设计是很及时、很必要的。

这样不仅能加深我们对电子电路的任职，而且还及时、真正的做到了学以致用。

通过这段时间不懈的努力与切实追求，我们小组终于做完了课程设计。

通过这次课程设计，我掌握了常用元件的识别和测试；熟悉了常用的仪器仪表；了解了电路的连接、焊接方法；以及如何提高电路的性能等等。

其次，这次课程设计提高了我的团队合作水平，使我们配合更加默契，体会了在接好电路后测试出波形的那种喜悦。

在实验过程中，我们也遇到了不少的问题。

比如：

波形失真，甚至不出波形这样的问题。

还有就是焊接实物的问题，我们以为很简单，但其实很复杂，要对焊板上的元件进行布置和焊接电路元件连线，这有很大的难度。

在此期间，除了对元件较好的焊接外，还要考虑电路元件间的影响（即元件之间信号的干扰等问题），还要考虑元件连线的不相交以及焊板面积的大小、元件摆放和连线的美观性等，所以想要焊出一块实用又美观的板子，还要经过一番考虑和布置。

但是最后在老师和同学的帮助以及自己的不断努力下，把问题一一解决了，那种心情别提有多高兴啊。

实验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题，有些理论知识还处于懵懂状态，老师们不厌其烦地为我们调整波形，讲解知识点，实在令我感动。

还有就是在实验中，好多同学被电烙铁烫伤了，这不得不让我想起安全问题，所以在以后的实验中我们应该注意安全，让不必要的伤害减至最少。

作为一个通信专业的学生，我深知课程设计的重要性。

这次实习我从刚开始的什么都不懂不会不敢不碰，到现在的基本了解了一个电路元件是如何构成的，还有以前看的集成板上让人难琢磨的电路焊接图我都可以看懂一些了，其中的电路仿真也让我对以前学习的电路知识有了详细地了解。

我们顺利完成了这周的模拟电子的课程设计。

这次课程设计让我学到了很多，不仅是巩固了先前学的模电、数电的理论知识，而且也培养了我的动手能力，更令我的创造性思维得到拓展。

希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些！

8.仪器仪表清单设计所用仪器及器件1直流稳压电源1台2双踪示波器1台3万用表1只4运放7412片5电位器50K2只100K1只6电容470F3只10F1只1F1只0.1F2只0.01F1只7三极管90134只8面包板1块9剪刀把10仪器探头线2根11电源线4根9参考文献童诗白主编.模拟电子技术基础（第三版）北京：

高教出版社，2001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，2001.3胡宴如主编.模拟电子技术.北京.高等教育出版社，2000年康华光主编.电子技术基础（模拟部分）（第四版）高等教育出版社，1999年沈尚贤主编.电子技术导论（下册）.高等教育出版社，1986年吴友宇主编.模拟电子技术基础.高等教育出版社，2009年谢自美主编.电子线路设计实验测试（第三版）华中科技大学出版社【答案】降序、升序A.提示式SQLB.多用户SQLC.嵌入式SQLD.解释式SQLB.在程序中应加入控制循环结束的语句25.SQL语句中条件短语的关键字是_。

1、自主，通信协议，资源共享2.总线型结构、星型结构、环型结构、树型结构和混合型结构。

13.关于INSERT-SQL语句描述正确的是_。

ifi3+n3+m3=i*100+n*10+m【答案】Breplacedatawithnumclear专业综合课程设计成绩评定表姓名俞凌凯性别男专业、班级通信0905学号0120909320506题目：

函数发生器的设计与调试答辩或质疑记录：

1.函数发生器电路主要有哪些部分？

简要说明每部分的作用答：

函数发生器电路主要由三部分组成：

积分器比较器差分放大器三部分。

比较器和积分器组成方波三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。

2.差分放大器的优点？

具体阐述答：

差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力强等优点。

特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。

波形转换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。

3.函数信号发生器输出电压是模拟电压还是数字电压？

答：

方波可认为是数字信号，但是数字信号的高电平是固定的5V，低电平是0V,函数信号发生器三种波形大小都可调，严格的说方波也不属于数字信号！

所以函数发生器输出电压是模拟电压。

成绩评定依据：

最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：

年月日