非正弦波发生器的设计.docVIP

课程设计报告 本科学生课程设计任务书 课程设计题目 函数发生器的设计 学院 计算机与信息科学学院 专业 自动化 年级 已知参数和设计要求： 频率范围 10Hz—100 Hz，100 Hz—1K Hz，1K Hz—10K Hz。 频率控制方式 通过改变RC时间常数手控信号频率；通过改变控制电压Uc实现压控频率（VCF）。 输出电压 正弦波Upp≈3V，三角波Upp≈5V，方波Upp≈14V 幅度连续可调。 波形特性 方波上升时间小于2ǖｕs; 正弦波谐波失真小于3% ；三角波非线性失真小于1%。 学生应完成的工作： 根据技术指标设计原理图，根据原理图计算元件参数。 在EWB访真平台进行仿真。 列出所用元件清单，安装设计电路。 安装调试电路，记录测试的参数指标。 撰写设计报告。 资料收集情况： 参考书 《模拟电子技术基础》，《数字电子技术基础》《电子技术基础实验和课程设计》 在图书馆或网络上查找相关的设计资料。 课程设计的工作计划： 1周查资料，搞清楚所设计电路的原理知识。 2周计算电路中的各元件参数，设计电路图，仿真电路。 3周安装和调试设计电路，记录测试的参数指标。 4周撰写设计报告。 任务下达日期 年 月 日 完成日期 年 月 日 指导教师 （签名） 学 生 （签名） 函数发生器的设计 摘要 函数信号发生器是一种能能够产生多种波形,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。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f、0.1μF然后再计算R的大小。手控与压控部分线路要求更换方便。为满足对方波前后沿时间的要求，以及正弦波最高工作频率（10kHz）的要求，在积分器、比较器、正弦波转换器和输出级中应选用Sr值较大的运放（如LF353）。为保证正弦波有较小的失真度，应正确计算二极管网络的电阻参数，并注意调节输出三角波的幅度和对称度。输入波形中不能含有直流成分。 方案二：用二极管折线近似电路以及集成运放组成的电路实现函数发生器 （3）图是由μA741和5G8038组成的精密压控震荡器，当8脚与一连续可调的直流电压相连时，输出频率亦连续可调。当此电压为最小值（近似为0）时。输出频率最低，当电压为最大值时，输出频率最高；5G8038控制电压有效作用范围是0—3V。由于5G8038本身的线性度仅在扫描频率范围10：1时为0.2%，更大范围（如1000：1）时线性度随之变坏，所以控制电压经μA741后再送入5G8038的8脚，这样会有效地改善压控线性度（优于1%）。若4、5脚的外接电阻相等且为R，此时输出频率可由下式决定： f=0.3/RC4 设函数发生器最高工作频率为2kHz，定时电容C4可由上式求得。 电路中RP3是用来调整高频端波形的对称性，而RP2是用来调整低频端波形的对称性，调整RP3和RP2可以改善正弦波的失真。稳压管VDz是为了避免8脚上的负压过大而使5G8038工作失常设置的。 方案三：用单片集成函数发生器5G8038 可行性分析： 上面三种方案中，方案一与方案二中三角波——正弦波部分原理虽然不一样，但是他们有共通的地方就是都要认为地搭建波形变换的电路图。而方案三采用集成芯片使得电路大大简化，但是由于实验室条件和成本的限制，我们首先抛弃的是第三种方案，因为它是牺牲了成本来换取的方便。其次是对方案一与方案二的比较，方案一中用的是电容和电阻运放和三极管等电器原件，方案二是用的二极管、电阻、三极管、运放等电器原件，所以从简单而且便于购买的前提出发我们选择方案一为我们最终的设计方案。 1.4参数的确定 从电路的设计过程来看电路分为三部分：①正弦波部分②方波部分③三角波部分 正弦波部分 由于我们选取差分放大电路对三角波——正弦波 进行变换，首先要完成的工作是选定三极管，我 们现在选择KSP2222A型的三极管，其静态曲线图 像如右图所示。 根据KSP2222A的静态特性曲线，选取静态 工作区的中心 由直流通路有： 20 k k 因为静态工作点已经确定，所以静态电流变成已知。根据KVL方程可计算出镜像电流源中各个电阻值的大小： 可得 方波部分与三角波部分参数的确定 根据性能指标可知 由,可见f与c成正比，若要得到1Hz~10Hz，C为10。10Hz~100Hz,C为1。 则=7.5k~75k，则=5.1k 则=2.4k或者=69.9 k ∴取100 k ∵ 由输出的三角形幅值与输出