函数信号发生器电路课程方案.docVIP

PAGE  PAGE 13 电子系统课程设计 函数信号发生器的设计 姓 名： 院 系： 专 业： 提交日期： 目 录 1 函数发生器的总方案及原理框图……………………………………（4） 1.1函数发生器的总方案论证………………………………（4） 1.2原理框图……………………………………………………………（4） 2设计的目的及任务……………………………………………………………（5） 2.1 课程设计的目的……………………………………………………………（5） 2.2 课程设计的任务与要求……………………………………………………（5） 2.3 课程设计的技术指标……………………………………………………（5） 3元器件选择……………………………………………………………（6） 4 各组成部分的工作原理及实现功能 4.1 方波发生电路的工作原理………………………………………………（6） 4.2 方波三角波转换电路的工作原理………………………………（7） 4.3 三角波正弦波转换电路的工作原理………………………… （10） 4.4电路的参数选择及计算………………………………………………… （12） 4.5 总电路图……………………………………………………………………（13） 5电路的安装与调试………………………………………………………… （14） 5.1 方波三角波发生电路的安装与调试…………………………（14） 5.2 三角波正弦波转换电路的安装与调试………………………（14） 5.3 总电路的安装与调试……………………………………………… （14） 5.4 电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法………… （14） 6 实验总结…………………………………… （15） 7参考文献……………………………………………… （16） 函数发生器总方案及原理框图 1.1函数发生器的总方案论证 函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生???，使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波三角波正弦波锯齿波函数发生器的设计方法。 产生正弦波、方波、三角波、锯齿波的方案有多种，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和锯齿波；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和锯齿波等等。本课题采用先产生方波-三角波和锯齿波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法， 本课题中函数发生器电路组成框图如下所示： 由比较器和积分器组成方波—三角波和锯齿波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波和锯齿波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。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。 1.2原理框图 2．课程设计的目的和设计的任务 2.1 设计目的 1．掌握电子系统的一般设计方法 2．学习用软件对电路进行仿真 3．培养综合应用所学知识来指导实践的能力 4．掌握常用元器件的识别和测试 5．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法 2.2设计任务 设计方波/三角波/正弦波/锯齿波函数信号发生器 2.3课程设计的要求及技术指标 1．设计、组装、调试函数发生器 2．输出波形：正弦波、方波、三角波、锯齿波； 3．频率范围 ： 4．输出电压： 3．元器件选择 设计所用仪器及器件 4．各组成部分的工作原理及实现功能 4.1 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