函数发生器课程设计

《电工与电子技术基础》课程设计报告
题目函数信号发生器
学院(部)汽车学院
专业物流工程
班级物流一班
学生姓名
学号
6 月  5 日至  6 月  26 日共 3  周
指导教师(签字)
目录
1.摘要
2. 课程设计的技术要求
3. 单元电路的设计与调试
3.1  正弦波产生电路(我在小组中主要负责的部分)
3.2  方波产生电路
3.3  三角波产生电路
4.  函数信号发生器总电路图
5.  电路的安装与调试
5.1电路的安装
5.2电路功能调试
5.3 电路实验结果
6.  总结体会
7.  参考文献
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1.摘要
这一学期学习了模电课程,为进一步掌握模电的基本理论及实验调试技术,本小组进行了这次课程设计,主要说明采用运算放大器与独立的模拟器件共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法与调试。在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时,都需要有信号源,由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上,用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应,以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电
子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。
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。
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本课设采用先产生正弦波,再将正弦波变换成方波,然后由积分电路把方波变成三角波。
2.设计的要求
•设计电路原理图并画出;
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•能同时输出一定频率一定幅度的3种波形:正弦波、和三角波;
•输出正弦波时,输出电压峰峰值为3V,输出波形频率为10Hz~10KHz可调;•输出方波时,输出波形峰峰值14V,输出波形频率为10Hz~10KHz可调;•输出三角波时,输出波形峰峰值5V,输出波形频率为10Hz~10KHz可调。•对电路进行仿真和调试;
•在制作过程中发现问题并能解决问题
3单元电路的设计与调试
3.1  正弦波产生电路
3.1.1正弦波振荡器的基本结构与工作原理
正弦波振荡器是一个没有输入信号,依靠自激振荡产生正弦波输出信号的电路,它由一个基本放大器和一个带有选频功能的正反馈网络组成。
电路接通电源的一瞬间,由于电路中电流从零突变到某一值,它包含着很多的交流谐波,经选频网络选出频率为fo 的信号,一方面由输出端输出,另一方面经正反馈网络传送回到输入端,经放大和选频,这样周而复始,不断地反复,只要反馈信号大于初始信号,振荡逐渐变强起来。
3.1.2产生振荡的条件
(1)振荡平衡条件
要使振荡器输出信号.o X 维持稳定的输出,必须使再次反馈回输入端信号
.f X 和原来输入端的信号.i X 相等,即:
..f i X X =  又有...o
i X A X =      ...f o X F X =
提拉下水....f i X AF X = 由于..f i X X =  所以振荡平衡条件为:
..1AF =设.a A A ϕ=∠, .f F F ϕ=∠则  ..
()1a f A F AF ϕϕ=∠+=即: 1AF =        ……………………………………………………幅度平衡条件 2(0,1.2a f n n ϕϕπ+==…)…………………………………………相位平衡条件 一个振荡器只有同时满足这两个条件,才能振荡。坐式安全带
(2)振荡起振条件
振荡器满足平衡条件时,..对扣
f i X X =输出信号幅度保持不变。但在振荡器刚开始振荡时,信号非常微弱,如仅是..f i X X =振荡器将不能起振。必须使每次反馈回来的信号大于原来的输入信号,即..f i X X 〉。振荡才能由弱到强建立起来。
所以振荡起振条件应为AF>1。
3.1.3  RC正弦波振荡电路
由于RC正弦波振荡电路具有电路简单、易起振、频率可调等特点被大量应用与低频振荡电路,所以我们采用RC正弦波振荡电路产生正弦波。电子电路图如图2-1所示:
图2-1 RC正弦波振荡电路(Page146)
如图所示,根据设计要求可选择电阻R1,R2均为15k,R4为100k的可调电位器。电容C1和C2为0.22
F,D1,D2为1N4001,采用的集成运放为MC4558。R1、C1、R2、C2组成RC串并联网络形成正反馈,运放、R4、R5、D1、D2组成同相比例放大器,D1,D2具有稳幅作用。
在此电路中,由RC串、并联网络组成正反馈支路和选频网络,这部分电路决定了电路的振荡频率;由R4、D1、D2和R5组成负反馈支路和稳幅环节。负反馈电路控制运算放大器的增益。反馈过深,不易起振,反馈过小,容易造成

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