電子課程設(shè)計(jì)文檔(自動保存的)

1、D J本科學(xué)生電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目（中文）:函數(shù)信號發(fā)生器（英文）:Sine（字體四號 Times New Roan居中）學(xué)口號201306003130、 4x、 43院（系）電子與信息工程學(xué)院專業(yè)、年級電子科學(xué)與技術(shù)2013級Sine英文如果只是一行刪除這行名姓廖朝陽指導(dǎo)教師2015年 12月 9日II電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1、主題詞、關(guān)鍵詞:函數(shù)信號發(fā)生器；方波；三角波；正弦波;(1)2、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容要求:設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生方波、三角波、正弦波的電路，方波的占空比約為 1： 1。在計(jì)算機(jī)上用multisim進(jìn)行仿真調(diào)試。用Protel DXP軟件設(shè)計(jì)PCB板，打印，并制作PCBS。在PCE板上

2、焊接元器件，并調(diào)試。3、文獻(xiàn)查閱指引：1.康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）M.第五版.北京：高等教育出版社,2006.414-4242. 稻葉保.振蕩電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用M.北京：科學(xué)出版社，2004.29-993. 王立欣，楊春玲.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)M.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版 社，2003.98-995目錄1緒論 2方波、三角波、正弦波發(fā)生器方案2.1 方案一原理框圖2.2 方案二原理框圖2.3 方案三原理框圖2.3 函數(shù)發(fā)生器的選擇方案3. 各 部 分 組 成 的 工 作 原 理3.2方波- 三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理 43.3 三角波- 正弦波轉(zhuǎn)換電路的工作原理 .53.4總電路圖 5

3、4. 用 Multisim10 電路仿真 64.1輸出方波電路的仿真 64.2方波三角波電路的仿真 64.3方波正弦波電路的仿真 75. protel制圖及PCB板的制作和電路的安裝.3.1 方波發(fā)生電路的工作原理38protel 制圖5.185.1.1 正弦波、三角波、方波產(chǎn)生原理圖5.1.2 . PCB布線圖126. 電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析6.1 方波波形產(chǎn)生電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果126.2 方波 - 三角波轉(zhuǎn)換電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果126.3 正弦波發(fā)生電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果132 6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析137實(shí)驗(yàn)總結(jié)148 儀器儀表清單159參考文獻(xiàn)1510. 致謝信號發(fā)生器摘要隨著社會科技的進(jìn)步、發(fā)展。電器設(shè)備

4、越來越多，各種電器設(shè)備要正常工作， 常常需要各種波形信號的支持。 電器設(shè)備中常用的信號有正弦波、 方波、三角波等。 這些信號是通過由波形的產(chǎn)生和變換電路來提供的。這種能夠產(chǎn)生多種波形，如三 角波、方波、正弦波的電路稱為函數(shù)信號發(fā)生器。函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生的各種波形 能滿足現(xiàn)代測量、通信、自動控制和熱加工、音頻設(shè)備等對各種信號源的需求。本 文主要是利用脈沖數(shù)字電路原理設(shè)計(jì)了多種波形發(fā)生器，該發(fā)生器主要是通過 555 芯片組成多諧振蕩器產(chǎn)生矩形波，用 RC 積分電路對方波信號進(jìn)行變換產(chǎn)生三角波， 在用低通濾波對三角波濾波從而產(chǎn)生正弦波。它的制作成本不高，電路簡單，使用 方便，具有很高實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。【

5、關(guān)鍵詞】：函數(shù)信號發(fā)生器 555 多諧振蕩器；積分電路；低通濾波電路Sine Wave ( 外文題目，三號加粗 Times New Roman 居中，單 倍行距 )Abstract（ 四號 Times New Roman ，加粗居中 ）and produces the program flow 屬于 05_論文正文 ）HD7279A （小四號號， Times NewThis article elaborated the DDS basic principle and the function and characteristic of its special-purpose chip AD98

6、51， and carried on to the it c scope ， enable the output signal to the certain scope. The keyboard is composed by 16 keys， the monitor is composed by 8 digital tubes， they r'e controlled by the intelligence chip HD7279A. Finally， the article proposes the system programming ， diagram.（小四 Times Ne

7、w Roman 固定行距 20 磅，【Key words】 signal generator AD9851Roman,固定行距20磅，屬于05_論文正文）緒論（四號黑體）正弦交流信號與方波信號是兩種應(yīng)用極為廣泛的信號， 它們通常作振蕩電路 產(chǎn)生的，然后將得到的正弦波經(jīng)過電壓比較器或積分電路， 則可輸出一個(gè)方波信 號。正弦波振蕩電路是一。在人們認(rèn)識自然、改造自然的過程中，經(jīng)常需要對各 種各樣的電子信號進(jìn)行測量， 因而如何根據(jù)被測量電子信號的不同特征和測量要 求，靈活、快速的選用不同特征的信號源成了現(xiàn)代測量技術(shù)值得深入研究的課題。 信號源主要給被測電路提供所需要的已知信號 （各種波形 ），然后用其

8、它儀表測量 感興趣的參數(shù)?？梢娦盘栐丛诟鞣N實(shí)驗(yàn)應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)測試處理中， 它不是測量儀器， 而是根據(jù)使用者的要求，作為激勵(lì)源，仿真各種測試信號，提供給被測電路，以 滿足測量或各種實(shí)際需要。 波形發(fā)生器就是信號源的一種， 能夠給被測電路 提供所需要的波形。 傳統(tǒng)的波形發(fā)生器多采用模擬電子技術(shù)， 由分立元件或模擬 集成電路構(gòu)成， 其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 不能根據(jù)實(shí)際需要靈活擴(kuò)展。 隨著微電子技術(shù) 的發(fā)展，運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)， 通過巧妙的軟件設(shè)計(jì)和簡易的硬件電路， 產(chǎn)生數(shù)字式 的正弦波、方波、三角波、鋸齒等幅值可調(diào)的信號。與現(xiàn)有各類型波形發(fā)生器比 較而言，產(chǎn)生的數(shù)字信號干擾小，輸出穩(wěn)定，可靠性高，特別是操作簡單方

9、便。9正文：一、方波、正弦波、三角波的方案提出方波、正弦波、三角波這三種波形是比較常見的波形，產(chǎn)生這幾種波形的方 法有很多種。例如：我們可以通過先產(chǎn)生方波，然后在由整形或積分電路產(chǎn)生三 角波，最后可有低通濾波或者差分放大電路的非線性轉(zhuǎn)換為正弦波。也可以先通過產(chǎn)生正弦波，然后在通過整形電路使其變?yōu)榉讲ǎ?最后可由積分電路得到三角 波等。方案一、通過兩個(gè)非門引入反饋產(chǎn)生方波， 再通過積分電路產(chǎn)生三角波， 后濾波使三角波變?yōu)檎也?。系統(tǒng)框圖如下：方案二、先由RC橋式振蕩器產(chǎn)生正弦波，在通過施密特觸發(fā)器將正弦波轉(zhuǎn) 換為方波，又經(jīng)積分電路轉(zhuǎn)換為三角波系統(tǒng)框圖如下：最后通過濾波電路濾波得出正弦波。方案三、

10、是通過555定時(shí)器組成多諧振蕩器產(chǎn)生方波， 再由積分電路進(jìn)行積 分將其變換為三角波，系統(tǒng)框圖如下：各種函數(shù)信號發(fā)生器的優(yōu)缺點(diǎn): 方案一：用非門構(gòu)成的多諧振蕩器電路很簡單， 線路少。但對于頻率的控制調(diào)節(jié)不太 容易調(diào)，而且對此電路我們了解不多，對他的理論知識很薄弱。雖然電路簡單但 是我們還是覺得不適合用此電路。方案二：用RC橋式電路及整形積分電路構(gòu)成的函數(shù)發(fā)生器所產(chǎn)生的信號難控制， 易調(diào)試，可調(diào)范圍小。為了提高 RC橋式正弦波振蕩電路的振動頻率，必須減小 R和C的數(shù)值。然而一方面，當(dāng)R減小到一定程度時(shí)，同相比例運(yùn)算電路的輸出 電阻將影響選頻特性；另一方面，當(dāng)C減小到一定程度時(shí)，晶體管的極間電容和

11、電路的分布將影響選頻特性；因此振動頻率 fo高到一定程度時(shí)，其值不僅決定 于選頻網(wǎng)絡(luò)，還與放大電路的參數(shù)有關(guān)，而且還將受環(huán)境溫度的影響。方案三：主要由555多諧振蕩器集成運(yùn)算放大器組成的方波一三角波一正弦波函數(shù)發(fā)生器，原理在我們的模數(shù)電課程上都學(xué)過，符合我們的要求，而且電路也 可以產(chǎn)生我們所需要的范圍的波形。通過對三種方案的了解和認(rèn)識，我們一致選擇了第三種方案。因?yàn)榉桨溉?理簡單，穩(wěn)定性高，便與調(diào)節(jié)，而且在課本中也學(xué)習(xí)到了。所以才選擇了方案三。二、電路的基本組成及工作原理通過對系統(tǒng)可知該電路由三部分組成， 由555定時(shí)器構(gòu)成多諧振動器、電阻 電容分別構(gòu)成積分器和低通濾波電路。(1) 整體原理

12、圖如下:VO.IKIKki:血si1K11 ml OlU咖I IKLLC4TCupM】I lOQipFwitc-一 1宀uur_LO M4ZIKn lOiifTKinCUTTHKZ 門 LT1 lEpFJ imipF(2) 555定時(shí)器的工作原理及引腳功能555定時(shí)器工作原理：它含有兩個(gè)電壓比較器，一個(gè)基本RS觸發(fā)器，一個(gè)放電開關(guān)T,比較器的參考電壓由三只 5KQ的電阻器構(gòu)成分壓，它們分別使高電平比較器 C1同相比較端和低電平比較器C2的反相輸入端的參考電平為 2/3VCC和1/3VCC。C1和C2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號輸入并超過2/3VCC時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，55

13、5的輸出端3腳輸出低電平，同時(shí)放電，開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號自2腳輸入并低于1/3VCC時(shí)，觸發(fā)器置位,555的3腳輸出高電平，同時(shí)放電，開關(guān)管截止。芯片結(jié)構(gòu)如下圖Vo vGND * VuLU 121 UJ UJ555定時(shí)器的功能表輸入輸出UthUtr/Rd卩0VTXX00導(dǎo)通V2UDD/3<Udd/311截止>2Udd/3>Udd/310導(dǎo)通<2Udd/3>Udd/31保持原狀態(tài)保持原狀態(tài)各個(gè)引腳功能:1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。2腳：低觸發(fā)端TF。3腳：輸出端Vo。TR TH4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論處于何

14、電平，時(shí)基電路輸出為“ 0”該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。 5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓， 當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只 0.01卩F電容接地，以防引入干擾。6腳：高觸發(fā)端TH 7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。8腳：外接電源 VCC雙極型時(shí)基電路 VCC的范圍是4.5 - 16V，CMOS時(shí)基電 路VCC的范圍為3 - 18V。一般用5V。(3) 方波的產(chǎn)生產(chǎn)生方波的原理圖如下:Red IKIKVilZQiTRIGIKKuUUTdt vni 1原理分析：當(dāng)電容c2被充電時(shí)，2和6引腳的電壓都上升，此時(shí)二極管 D1導(dǎo)通，接通 +

15、5V電源后，電容C被充電，Vc上升，當(dāng)Vc上升到2VCC/3時(shí)，觸發(fā)器被復(fù)位， 同時(shí)放電BJT T導(dǎo)通，此時(shí)輸出電平Vo為低電平，電容C通過R2和T放電，使 Vc下降。當(dāng)Vc下降到Vcc/3時(shí)，觸發(fā)器又被臵位，Vo翻轉(zhuǎn)為高電平。電容器C經(jīng)R2, R23, R21他們此時(shí)說分的總阻值設(shè)為 R1 '放電，放電所 需的時(shí)間為：tPL=R1 C In2 0.7 R1' C;當(dāng)C放電結(jié)束時(shí)，T截止，Vcc將通過R1、R22、R21所分得的阻值為 R2'向電容器C充電，Vc由Vcc/3上升到2Vcc/3所需的時(shí)間為tPH=R2'C In鳥 0.7R2'C當(dāng)Vc上升到

16、2Vcc/3時(shí)，觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始，在輸出端就 得到了一個(gè)周期性的方波，其頻率為T導(dǎo)通，輸出端Vo 2端電位瞬時(shí)低于 電容C開始充電，f=1 / (tPL+tPH) 1.43 / (R1' +R2' ) C穩(wěn)態(tài)時(shí)555電路輸入端處于電源電平，內(nèi)部放電開關(guān)管 輸出低電平，當(dāng)有一個(gè)外部負(fù)脈沖觸發(fā)信號加到Vi端。并使1/3VCC,低電平比較器動作，單穩(wěn)態(tài)電路即開始一個(gè)穩(wěn)態(tài)過程，Vc按指數(shù)規(guī)律增長。當(dāng)Vc充電到2/3Vcc時(shí)，高電平比較器動作，比較器 A1翻 轉(zhuǎn)，輸出Vo從高電平返回低電平，放電開關(guān)管 T重新導(dǎo)通，電容C上的電荷很 快經(jīng)放電開關(guān)管放電，暫態(tài)結(jié)束，恢復(fù)穩(wěn)定，為

17、下個(gè)觸發(fā)脈沖的來到作好準(zhǔn)備。 波形圖下圖三、用Multisim10電路仿真1. 當(dāng)滑動變阻器調(diào)為0%時(shí)，如下圖Hr4 M2.當(dāng)滑動變阻器調(diào)為40%時(shí)，如下圖3.當(dāng)滑動變阻器調(diào)為90%時(shí)，如下圖2.3三角波的產(chǎn)生EJp |RC積分電路是一種應(yīng)用比較廣泛的模擬信號運(yùn)算電路。在自動控制系統(tǒng)中，常用積分電路作為調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。此外，RC積分電路還可以用于延時(shí)、定時(shí)以及各 種波形的產(chǎn)生或變換。由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器輸出的方波經(jīng) C4耦合輸出，如圖2.6所示為RC積分電路，再經(jīng)R與C積分，構(gòu)成接近三角波。其基 本原理是電容的充放電原理。1.當(dāng)滑動變阻器調(diào)為0%時(shí)，如下圖2. 當(dāng)滑動變阻器調(diào)為40%時(shí)，如

18、下圖冗匚-：|r-d3. 當(dāng)滑動變阻器調(diào)為90%時(shí)，如下圖2.4正弦波的產(chǎn)生RSR6CdC7原理：采用低通濾波的方法將三角波變換為正弦波。四、Protel制圖及PCB板的制作和電路的安裝（一）、繪制函數(shù)信號發(fā)生器原理圖如下圖:ji_ laJ：' tZK IhiKJtr；12（二）、PCB板的設(shè)計(jì)過程 1、建立PCB文件 2、設(shè)置電路板參數(shù) 3、規(guī)劃電路板 4、加載網(wǎng)絡(luò)表及元器件 5、元器件布局 6、布線如下圖:J4E2 J3 El J2C2JI ClismR2P3口 a（三）實(shí)物PCB板的制作步驟 1、下料 2、絲網(wǎng)漏印 3、腐蝕 4、去除印料 5、孔加工 6、絲印標(biāo)記 7、涂阻焊劑

19、8成品（四）選取元器件并安裝到PCB板上 1、把555集成塊插入PCB板，注意方向，然后焊接好。2、注意直流源的正負(fù)及接地端。3、分別把各電阻，電容放入所定位置，注意電容的極性，然后焊接 好。安裝完元件后得到的電路板實(shí)物圖如下圖（a） （b）所示:圖（a）圖（b）五、電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)結(jié)論（用四號黑體）結(jié)論”兩個(gè)字不動，只是在此寫結(jié)論的內(nèi)容。結(jié)論是課程設(shè)計(jì)的總結(jié)，是整篇論文（設(shè)計(jì)）的歸宿。要求精煉、準(zhǔn)確地概述 全文的主要觀點(diǎn)：或自己贊成的觀點(diǎn)、或自己反對的觀點(diǎn)、或自己的創(chuàng)造性工作 與新的見解、或進(jìn)一步提出需要討論的問題和建議等。儀器儀表清單七、參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)按照下面的格式寫， 主要參考文獻(xiàn)。課程設(shè)計(jì)的撰寫應(yīng)本著嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，凡有引用他人成果之處，均應(yīng)按引文出現(xiàn)的先后順序列于參考文獻(xiàn)中。即列出正文中以標(biāo)注形式引用或參考的有關(guān)著作和論文。一篇論著在論文中多處引用時(shí)，在參考文獻(xiàn)中應(yīng)將序號歸并到 一起集中列出。除特殊專業(yè)的課程設(shè)計(jì)外，至少三篇外文文獻(xiàn)。1毛峽，丁玉寬.圖像的情感特征分析及其和諧感評價(jià)J.電子學(xué)報(bào)，2001，29（12