波形產生电路的模拟部分设计.docVIP

目 录 设计简介…………………………………………………2 设计方案论证……………………………………………2 设计主体思想……………………………………………4 设计流程…………………………………………………6 检测仿真与调试…………………………………………6 设计结果评测……………………………………………11 设计评述…………………………………………………11 参考文献…………………………………………………11 一、设计简介 1、设计题目：低频函数波形发生器 2、设计要求：设计出不同频率的三角波、正弦波、方波、锯齿波发生器。 数据要求：频率范围 0.1--1KHz；输入电压 -5V-- +5V 设计目的： 1）了解并掌握电子电路的一般这几方法，具备初步的独立设计能力。 2）通过查阅手册和文献资料，进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则，进一步掌握电子仪器及电子软件的正确使用方法。初步掌握普通电子电路的安装、布线、调试等基本技能。 3）提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力，学会撰写课程设计总结报告，培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 4、设计意义： 1）充分掌握方波--三角波--正弦波函数发生器的发生原理及设计方法，能够使用电路仿真软件进行电路调试。 2）函数发生器作为一种常用的信号源，是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一，在研制、生产、维修和测试各种电子元件以及整机设备时都要用到信号源，以确定他们的性能参数。同时，信号发生器还广泛应用于通信、雷达、宇航、导航领域，是最基本的电子仪器之一。 二、设计方案论证 1、设计思路 波形产生电路通常可采用多种不同电路形式和元器件获得所要求的波形信号输出。波形产生电路的关键部分是振荡器，而设计振荡器电路的关键是选择有源器件，确定振荡器电路的形式以及确定元件参数值等。具体设计可参考以下思路。 1）用正弦波振荡器产生正弦波输出，正弦波信号通过变换电路得方波输出（例如用施密特触发器），用积分电路将方波变换成三角波或锯齿波输出； 2）利用多谐振荡器产生方波信号输出，用积分电路将方波变换成三角波输出，用折线近似法将三角波变换成正弦波输出； 3）用多谐振荡器产生方波输出，方波经滤波电路可得正弦波输出，方波经积分电路可得三角波输出； 4）利用单片函数发生器568038，集成振荡器E1648及集成定时器555/556等可灵活地组成各种波形产生电路。 2、设计方案讨论 方案一：利用单片函数发生器568038灵活地组成各种波形产生电路 原理简介： 如图中所示，电压比较器C1、C2的门限电压分别为2VR/3和VR/3（ 其中VR=VCC+VEE），电流源I1和I2的大小可通过外接电阻调节，且I2必须大于I1。当触发器的Q端输出为低电平时，它控制开关S使电流源I2断开。而电流源I1则向外接电容C充电，使电容两端电压vC随时间线性上升，当vC上升到vC=2VR/3 时，比较器C1输出发生跳变，使触发器输出Q端由低电平变为高电平，控制开关S使电流源I2接通。由于I2I1 ，因此电容C放电，vC随时间线性下降。当vC下降到vC≤VR/3 时，比较器C2输出发生跳变，使触发器输出端Q又由高电平变为低电平，I2再次断开，I1再次向C充电，vC又随时间线性上升。如此周而复始，产生振荡。若I2=2I1 ，vC上升时间与下降时间相等，就产生三角波输出到脚3。而触发器输出的方波，经缓冲器输出到脚9。三角波经正弦波变换器变成正弦波后由脚2输出。当I1I22I1 时，vC的上升时间与下降时间不相等，管脚3输出锯齿波。因此，8038能输出方波、三角波、正弦波和锯齿波等四种不同的波形。 方案二：利用单片机实现波形发生器 硬件原理： （1）利用8051单片机，DAC08032数模转换，LM358。 （2）单片机31引脚接EA高电平，使用内部ROM。 （3）P0接DAC0832的8为数据线输入线。 （4）在DAC0832输出端连接LM358(1)见数模转换器的输出电流信号转换为电压信号，再用LM358(2)实现电压信号的放大。 （5）编写程序是电路输出各种波形。 程序设计： （源代码见附录） 方案三：集成运放实现，Mutisim仿真。 该方案采用我们学过的模数电知识，采用文氏电桥振荡电路产生正弦波，并经过施密特触发器整形电路使输出变为方波，最后通过积分电路使方波变为三角波。 3、方案评比筛选 通过对三种方案的比较，可以看出方案三的原理比较简单且成本较低，仿真结果方便易懂；单片机虽然实现原理简单但内部功能复杂，但小组成员对于单片机所了解的知识过于贫乏，调试程序繁琐。综上原因，我们选用方案三来实现波形产生电路的设计目的。 设计主体思想