函数信号发生器探析.doc

沈阳航空航天大学 课 程 设 计 任 务 书 课 程 名 称 电子线路课程设计 课程设计题目 函数信号发生器的设计 课程设计的内容及要求： 一、设计说明与技术指标 1．设计能产生正弦波等波形的函数信号发生器， 2．信号频率范围： 1Hz∽100kHz； 3．输出波形要求 ① 正弦波 谐波失真度≤2%； ② 方波 上升沿和下降沿时间不得超过200nS，占空比在48%∽50%之间； 4．输出信号幅度范围：0∽20V； 二、设计要求 1．在选择器件时，应考虑成本。 2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 三、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用multisim软件仿真。 2．进行实验数据处理和分析。 四、推荐参考资料 1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2006年 2. 阎石，数字电子技术（第五版）．[M]北京：高等教育出版社，2005. 3. 陈孝彬《555集成电路实用电路集》高等教育出版社2002-8 4. 王刚 《TTL集成电路应用》 机械工业出版社 2000-10 五、按照要求撰写课程设计报告 成绩评定表： 序号评定项目评分成绩1设计方案正确，具有可行性，创新性（15分）2设计结果可信（例如：系统分析、仿真结果）（15分）3态度认真，遵守纪律（15分）4设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）（25分）5答辩（30分）总分最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 年 月 日  PAGE 12 一、概述 函数信号发生器是信号源的一种，信号源可以给被测电路提供所需的各种波形信号，然后用其他仪表测量所需的参数。作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量和各种实际需要。 这一学期刚学习了数电课程，为进一步掌握数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555定时器和运放及各种电阻电容共同组成的方波—三角波波—正弦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。 产生方波、三角波、正弦波的方案有多种，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；也可以首先产生方波，然后把方波变成三角波，最后把三角波变成正弦波等等。 本次课程设计用555定时器组成的多谐振荡器来产生方波，在其中加了一个滑动变阻器，根据T=(R1+R2+R滑动变阻器)Cln2和f=1/T来改变波的频率，然后让输出的方波输入用运放组成的RC积分电路，从而输出为三角波，最后用低通滤波器把输出的三角波变为正弦波。它的制作成本不高，电路简单并且使用很方便，有效的节省了人力，物力资源。 二、方案论证 设计一个函数信号发生器，能够产生方波和正弦波，并且频率可调，方波占空比在48%-50%，正弦波失真度小于2%。 方案一: 方案一原理框图如图1所示。 多谐振荡电路产生方波 低通滤波器产生正弦波 积分电路产生三角波 图1 函数信号发生器的设计电路方案一原理框图 555构成多谐振荡电路实现的先产生方波，再由积分电路输出三角波，最后由低通滤波器输出正弦波，或者直接由低通滤波器把方波变为正弦波，此电路能够输出正确的波且电路不复杂，性价比较高。 方案二： 图2 函数信号发生器的设计电路方案二原理图 过零比较器 文氏桥振荡电路 首先由文氏桥振荡电路产生正弦波，再由过零比较器产生方波。正弦波通过RC串并联振荡电路（文氏桥振荡电路）产生，利用集成运放工作在非线性区的特点，由最简单的过零比较器将正弦波转换为方波。 本设计采用的是方案一，本人数电相较模电学得较好一点，所以选择应用数电知识较多的方案一。555构成多谐振荡电路实现的先产生方波，再由积分电路输出三角波，最后由低通滤波器输出正弦波，或者直接由低通滤波器把方波变为正弦波，此电路能够输出正确的波且电路不复杂，性价比较高。 三、电路设计 1.方