简易信号发生器-课程设计.docVIP

成绩 《EDA技术》考查报告 学号 201095034041 姓名 薛晶晶 班级 10自动化 题目 简易信号发生器 目 录 1.电路设计系统分析…………………………………(2) 1.1 电路设计原理框图……………………………………………(2) 1.2 电路设计方案设计…………………………………………（2） 2.单元电路设计及参数确定……………………………………… （3） 2.1 方波发生电路的工作原理…………………………………（3） 2.2 方波---三角波转换电路的工作原理…………………… （3） 2.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理………………… （6） 2.4电路的参数选择及计算…………………………………… （8） 2.5 总电路图……………………………………………………（9） 3.设计验证………………………………………………………… （10） 3.1 电路的调试……………………………………………………（10） 3.2 方波---三角波发生电路的仿真……………………………（11） 3.3 三角波---正弦波转换电路的仿真…………………………（12） 4.课程设计总结…………………………………………………… （13） 附录：元器件明细清单…………………………………………（14） 参考文献一、电路设计系统分析 1.1 电路设计原理框图 图1-1 1.2 电路方案设计 （1）采用滞回比较器产生方波； （2）采用积分器将方波转换成三角波； （3）采用差分放大器将三角波转换成正弦波。 二、单元电路设计及参数确定 2.1、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。 图2-1 方波产生电路 2.2 方波---三角波转换电路的工作原理： 图2-2-1 图2-2-1所示的电路能自动产生方波—三角波。电路工作原理若下：若a点断开，运放A1与R1、R2R3、RP3 （2-2-1） （2-2-2） （2-2-3） (2-2-4) 由式子（2-2-1）～(2-2-4)可以得到比较器的电压传输特性，如图所示。 图2-2-2 a点断开后，运放A2与R4、RP3、C2、及R5组成反相积分器，其输入信号为方波U01，则积分器的输出 (2-2-5) 当U01=+Vcc时， (2-2-6) 当U01=-Vcc时， (2-2-7) 可见积分器输入方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，其波形如图所示。 图2-2-3 当a点闭合，即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 （2-2-8） （2-2-9） （2-2-8）（2-2-9）　　　(2-3-1)　 　 (2-3-2) 式中 ——差分放大器的恒定电流； ——温度的电压当量，当室温为25oc时，UT≈26mV。 图2-3-1 三角波—正弦波变换电路 2-3-2三角波-正弦波转换传输特性曲线 角波分 取 ，则R3+RP1=40KΩ，取，RP1为47KΩ的电位器。平衡电阻R1=R2∥(R3+RP1)=8k，取R1=8.2KΩ 由式（2-2-9）得 即R4+RP2=(R3+RP1)/(4FC2R2) 当100Hz≤f≤1kHz时， 取C2=0.1uF, 则10KΩR4+RP2100KΩ,取R4=1kΩ, RP2=100 kΩ。 当1kHz≤f≤10kH时，取C1=0.01uF以实现频率波段的转换，R4 及RP2的取值不变。取平衡电阻R5=10KΩ。