函数信号生器设计任务书.doc

目录 一、设计的任务和要求............................................................................ 二、已知条件................................................................... 三、函数发生器的具体方案................................................................... 1 总的原理框图及总方案.............................................................. 2 各组成部分工作原理.................................................................. 3总电路图........................................................................................ 电路的参数选择与仿真................................................................. 实验结果分析.............................................................. 附录:电路原理和元器件列表.......................................................................................... 设计的任务和要求 设计任务 设计方波—三角波—正弦波函数信号发生器 设计目的 （1）巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。　　（2）培养根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。　　（3）通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件；初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。　　（4）了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。　　（5）培养严肃、认真的工作作风和科学态度。 3. 指标要求 输出波形：正弦波、方波、三角波等； 频率范围：； 输出电压：方波Up-24V,三角波Up-pV,正弦波U1V； 波形特征：方波tr10，三角波失真系数THD2%，正弦波失真系数THD5%。 图2 方波-三角波转换电路 图2为方波-三角波转换电路，其中运算放大器用双运放uA741。 　 　 当时， 当时， 由此可见积分器在输入为方波时，输出是一个上升速度与下降速度相等的三角波，其波形关系如下图3所示 图3 方波--三角波波形关系 若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： 方波-三角波的频率f为： 　　由以上两式可以得到以下结论： 电位器RP2在调整方波-三角波的输出频率时，不会影响输出波形的幅度。若要求输出频率的范围较宽，可用C2改变频率的范围，PR2实现频率微调。 方波的输出幅度应等于电源电压+Vcc。三角波的输出幅度应不超过电源电压+Vcc。电位器RP1可实现幅度微调，但会影响方波-三角波的频率。 2.2 三角波—正弦波转换电路工作原理 图4 三角波—正弦波转换电路 图（4）为实现三角波—正弦波变换的电路。其中Rp3调节三角波的幅度，Rp4调整电路的对称性，其并联电阻RE2用来减小差分放大器的线性区。电容C3,C4,C5为隔直电容，C6为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出波形。 三角波-正弦波的变换电路主要由差分放大电路来完成。差分放大器采用单入单出方式。三角波-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。 差分放大器传输特性曲线的非线性及三角波-正弦波变换原理如下图： 图5 三角波-正弦波变换原理 分析表明，传输特性曲线的表达式为： 　 上式中：；—差分放大器的恒定电流； —温度的电压当量，当室温为25℃时，UT≈26mV。 如果Uid为三角波，设表达式为 　　　　　　　 式中：Um—三角波的幅度；T—三角波的周期。 为使输出波形更接近正弦波，由图5可知： 传输特性曲线越对称，线性区