方波三角波正弦波函數(shù)信號發(fā)生器

1、蘇州科技學院天平學院模擬電子技術課程設計指導書課設名稱 正弦波方波三角波信號發(fā)生器設計學生姓名 王鵬飛 1032106110 王凌飛 1032106125 徐躍 1032106112 高尚1032106109 專 業(yè) 物聯(lián)網1021 指導教師 胡伏原 一設計課題名稱正弦波方波三角波信號發(fā)生器設計二課程設計目的、要求與技術指標2.1課程設計目的（1） 鞏固所學的相關理論知識；（2） 實踐所掌握的電子制作技能；（3） 會運用eda工具對所作出的理論設計進行模擬仿真測試,進一步完善理論設計；（4） 通過查閱手冊和文獻資料,熟悉常用電子器件的類型和特性,并掌握合理選用元器件的原則；（5） 掌握模擬電路

2、的安裝測量與調試的基本技能,熟悉電子儀器的正確使用方法,能力分析實驗中出現(xiàn)的正?；虿徽，F(xiàn)象(或數(shù)據)獨立解決調試中所發(fā)生的問題；（6） 學會撰寫課程設計報告；（7） 培養(yǎng)實事求是,嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和嚴肅的工作作風；（8） 完成一個實際的電子產品，提高分析問題、解決問題的能力。2.2課程設計要求（1） 根據技術指標要求及實驗室條件設計出電路圖，分析工作原理，計算元件參數(shù)；（2） 列出所有元器件清單；（3） 安裝調試所設計的電路，達到設計要求；（4） 記錄實驗結果。2.3技術指標（1） 輸出波形：方波三角波正弦波；（2） 頻率范圍：100hz200hz連續(xù)可調；（3） 輸出電壓：正弦波-方波的輸出

3、信號幅值為6v.三角波輸出信號幅值為02v連續(xù)可調；（4） 正弦波失真度：。圖3.2函數(shù)發(fā)生器設計原理函數(shù)發(fā)生器組成框圖，主要有rc橋式振蕩電路，過零比較器，積分器三大主要模塊電路構成。經過rc橋式振蕩電路產生正弦波波 ，再經過零比較器產生方波，然后由積分器產生三角波。其總的原理設計框如圖： 積分器過零比較器正弦波方波三角波rc橋式振蕩器 圖1 總的原理框圖2.2 正弦波產生電路 利用rc橋式振蕩電路產生正弦波，原理如下圖所示；其中rc串并聯(lián)電路構成正反饋支路，同時兼并選頻網絡，r1,r4,r5及二極管等原件構成負反饋和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。 圖2 rc橋式振蕩電路原理圖 調節(jié)電位器r2，可以改變負反饋深

4、度，以滿足震蕩的振幅條件和改善波形，利用兩個反向二極管d1,d2正向電阻的非線性來實現(xiàn)穩(wěn)幅。d1,d2采用硅管，且要求特性匹配，才能保證輸出波形正負半周對稱。r2的接入是為了削弱二極管非線性的影響，以改善波形失真。振蕩頻率： （2.1）其振幅值條件： （2.2） 圖3 正弦波仿真圖 2.3 方波產生電路 利用過零比較器產生方波，其原理如下圖所示，其中d1,d2決定其輸出電壓的幅值。 圖4 過零比較器原理圖 由圖可知，該電路為處于開環(huán)狀態(tài)的集成運放是一個最簡單的過零比較器。猶豫理想運放的開環(huán)增益為無窮大。因此，當輸入信號小于零時，輸出為高電平；當輸入信號大于零時，輸出為低電平。從示波器輸出波形可

5、知，當輸入為正弦波時輸出為正弦波。其中穩(wěn)壓管的作用是實現(xiàn)限幅。方波的幅值為： (2.3) 圖5 方波仿真圖2.4 三角波產生電路 利用積分器產生三角波，其原理電路如下圖所示：圖6 積分器原理圖圖中，同相輸入端接地，由于輸入端不取電流，同相端電位為零，反相端虛地，流過電容的電流與流過電阻的電流相等經計算可知當輸入方波時輸出為三角波。三角波的幅值： （2.4） （2.5） （2.6） 圖7 三角波仿真圖2.5 函數(shù)信號發(fā)生器總電路圖圖8 方波三角波正弦波函數(shù)信號發(fā)生器 可以通過調節(jié)可變電容來達到調節(jié)頻率的目的。后面產生的方波，三角波的頻率與正弦波的頻率保持一致，所以只要調解正弦波的頻率就能達到調節(jié)

6、整個電路的目的。當可變電容為150nf時，它的13%對應800hz；15%對應700hz；18%對應600hz；21%對應500hz；25%對應400hz；34%對應300hz；51%對應200hz；99%對應100hz。 同時，積分器的電阻值和電容值可以通過正弦波的周期與峰峰值來進行定值。圖9 總電路仿真圖3 實驗元器件清單 序號名稱型號數(shù)量1虛擬示波器xsc112可變電容150nf23可變電容6uf14滑動變阻器15k15電阻10k36電阻15k17常規(guī)二極管in400728電阻2.7k19電阻7k110穩(wěn)壓二極管in5235d211電阻6.8k112電阻8k113集成運放tlv2273c

7、d214集成運放tlc25l2acd115直流電源12v2 表1 元器件清單4 心得體會這個學期通過電子線路與信號與系統(tǒng)的學習。同時通過這次課程設計，我學會了很多，通過實驗增強了我動手、思考和解決問題的能力，同時，我也對書本上的知識有了深入細致的了解。在設計過程中，經常會遇到這樣那樣的情況，比如一開始仿真是總是直線基本上兩天都是調處直線，真的很郁悶，同學無意識的談話讓我發(fā)現(xiàn)了自己的錯誤，回頭想想就那么簡單的原理被自己一直忽略，造成了很難調試出來，因此耗費在這上面的時間用去很多。不過這其中一次次的嘗試，一次次的摸索直到最后得到正確的輸出波形，這期間的心情真的很難說出來我覺得這次課程設計我學到了很

8、多，雖然結果可能有些失真，不過這是自己經過千辛萬苦調試出來的，對自己還是比較滿意的。還有就是對電子元器件有了一定的認識平時學習中就是一個集成運放放大器沒有什么型號，但做實驗室時元件的型號有很多，這其中一次次的嘗試，讓我對其他的元件都有了一定程度的認識。還有雖然只是仿真，沒有實際的制作，但接近了實際的模擬，讓我把書本中的知識穿插到試驗中，加深了對部分電路的理解。這個課程設計我用了幾乎四天的時間，其中真的想放棄，但就是在要放棄時，一個小小的圖形波動都會讓我重新恢復起來，我又會從一開始努力。這次課程設計，讓我感到理論很重要的同時，實踐也很重要，否則一切都會是一紙空談。所以以后我要加強對課本知識的理解

9、，學會發(fā)現(xiàn)為什么，然后去解決它。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。所以這個期末測試之后的課程設計對我們的作用是非常大的。我相信通過我的努力我一定更把這門課學好。通過這次試驗我也認識到，自己的才是最好的，我上網查了好多資料，在想要放棄的時候，我也想過粘帖復制一下算了，但自己真的很不甘心，慢慢的有了思路，慢慢的看到了波形，雖然波形不那么完美，但在兩者之間我還是用了我的實驗數(shù)據。這期間雖然不那么順利，但最總我堅持下來了我認為我是最棒的?？傮w說來,這次實習使我受益匪淺。在付出艱辛的同時，我也所獲了屬于我的果實，真的很開心。參考書籍1 董尚斌.電子線路（1）m.出版社

10、:清華大學出版社，2007年.2 戶彩鳳.電子技術實驗指導書m.出版社:電子工程系，2006年.3 蔣黎紅，黃培根.電子技術基礎實驗&multisim10仿真m.出版社：電子工業(yè)出版社，2010年.總電路圖如下圖3.3所示圖3.3七討論調試過程中，方波波形出現(xiàn)了一些失真，猜想是存在一定干擾，在檢查接線是否存在松動以及將示波器測試頭的黑夾子接地后，得到改善。通過調節(jié)滑動變阻器可以改變占空比，得到最理想的輸出波形。八成員分工主要成員主要完成工作、高尚前期電路設計；部分報告撰寫及整理其他組員報告；電路接線與調試徐越電路中參數(shù)計算；部分報告撰寫；輔助電路接線王鵬飛網上搜索icl8038資料；部分報告撰

11、寫；領取元器件王凌飛 圖書館文獻查閱；部分報告撰寫九設計總結（1） 課題設計情況總結；經過這段時間不懈的努力，我們小組順利完成了課程設計的全部任務。通過這次設計，我們的理論知識掌握得更扎實，動手能力明顯提高。同時，通過網上搜索等多方面的查詢資料，我們學到許多在書本上沒有的知識，也認識到理論聯(lián)系實踐的重要。理論學得好，但如果只會紙上談兵，一點用都沒有。同時，這次課程設計提高了我的團隊合作水平，使我們配合更加默契，體會了在接好電路后測試出波形的那種喜悅。（2）知識與技能應用情況；總的來說，我們的實驗進行的比較順利，根據原理圖我們很快接好了線。在實驗過程中，我們也遇到了不少的問題。比如：波形失真，甚至不出波形這樣的問題。這次實習我從剛開始的什么都不懂不會不敢不碰，到現(xiàn)在的基本了解了一個電路元件是如何構成的，還有以前看的集成板上讓人難琢磨的電路焊接圖我都可以看懂一些了，其中的電路仿真也讓我對以前學習的電路知識有了詳細地了解。我們順利完成了這周的模擬電子的課程設計。（3）建議和改進；這次課程設計讓我們學到了很多，不僅是鞏固了先前學的模電、數(shù)電的理論知識，而且也培養(yǎng)了我們的動手能力，更令我們的創(chuàng)造性思維得到拓展。希望今后類似這樣課程設計、類似這樣的鍛煉機會