电子技术课程设计-低频正弦信号发生器.docVIP

长 安 大 学 电子技术课程设计 课题名称 低频正弦信号发生器 班 级 姓 名 指导教师 日 期 2011年1月4 前 言 正弦交流信号是一种应用极为广泛的信号，它通常作为标准信号 ，用于电子电路的性能试验或参数测量。另外，在许多测试仪中也需要用标准的正弦信号检测一些物理量，正弦信号用作标准信号时，要求正弦信号必须有较高的精度，稳定度及低的失真率。 本次电子课程设计的低频正弦信号发生器的要求为：信号的频率范围为20HZ～20KHZ;输出电压幅度为5V；输出信号频率数字显示；输出电压幅度显示。 针对以上设计要求，我们从图书馆收集，借阅了大量相关书籍，从网上下载了诸多相关 资料，其次安装并学习使用了电路设计中所常使用的Multisim仿真软件。在设计的要求下，画出了整体电路的框图，将其分为正弦信号发生器，输出电压和幅度数字显示，输出信号频率和其数字显示三大部分。其次我们对每个单元电路进行设计分析，对其工作原理进行介绍，最后使用Multisim软件画出单元电路，并对其仿真。 完成电路的设计与分析后，对资料与设计电路进行整理，排版，完成课程设计报告。 目 录 前言……………………………………………………………2 目录……………………………………………………………3 摘要……………………………………………………………4 关键字…………………………………………………………4 设计要求………………………………………………………4 系统概述……………………………………………5 单元电路设计与分析………………………………7 第一部分 正弦信号发生器的设计…………………………7 第二部分 简易频率计及其显示模块的设计………………12 第三部分 数字电压表机器显示部分的设计………………25 系统综述、总体电路图……………………………34 结束语…………………………………………… 36 参考文献…………………………………………………… 36 元器件说明………………………………………………… 37 收获与体会………………………………………………… 38 评语………………………………………………………… 39 低频正弦信号发生器 摘要： 信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用，而正弦信号发生器是信号发生器中最常见的一种，它能输出一个幅度可调、频率可调的正弦信号，在这些正弦信号发生器中又以低频正弦信号发生器最为常用。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器，在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。 现今，常用的信号发生器大部分是由模拟电路构成的，电路的组成主要包括选频网络、反馈网络、以及放大部分，这种方式的信号发生器可以看作是一个没有输出信号的带有选频网络的正反馈放大电路。此种信号发生器包含的选频网络是RC选频电路或者LC选频电路。一般情况下，RC选频电路用于输出中频信号，LC选频电路用于输出高频信号，但需要这种模拟信号发生器用于输出低频信号往往需要的RC值很大（LC输出高频，更难以满足要求），这样不但参数准确度难以保证，而且体积和功耗都很大，低频难以满足要求。而由数字电路构成的低频信号发生器多是由一些芯片组成，其低频性能比模拟信号发生器好得多，而且体积较小，输出的信号谐波较少，频率和振幅相对比较稳定。 本文用MAX038芯片实现低频正弦信号的发生，借助于放大器对正弦信号进行放大，这种电路流程简单、运算速度高、便于调节与实现并且集成度强。 关键字： 正弦波 信号发生器 放大器 频率显示 电压显示 设计要求： 任务书要求设计一个低频正弦信号发生器，根据题目要求，此低频正弦信号发生器有以下功能及主要技术要求： 信号频率范围20HZ～20kHZ； 输出信号电压幅度5； 输出信号频率数字显示； 输出电压幅度数字显示。 第一章 系统概述 根据任务书的要求，系统可分为三大部分，即正弦信号的产生；输出频率的范围和其显示；输出电压的幅度和显示，我们采用MAX038芯片产生正弦信号，该芯片能产生高精度的信号，频率范围大，功耗低，信号产生后再通过运放OPA604的功率放大来满足输出电压的幅度要求，然后通过555定时器组成的施密特触发器，单稳态 电路，多谐振荡电路对其放大整形和控制，最终通过十六进制加法器74LS160，锁存器74LS373，译码器74LS48使数码管显示电压，由于本学期刚学过555定时器，74LS160,74L48等芯片，设计过程中易于理解和操作，其次是电压的显示，我们采用集成电路MC14433,MC1413,MC4511和MC1403设计成数字电压表，实现对电压的显示。