模擬電子電路課程設(shè)計——正弦波-三角波-方波函數(shù)發(fā)生器

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級：指導(dǎo)教師： 工作單位： 題 目：正弦波-三角波-方波函數(shù)發(fā)生器初始條件：具備模擬電子電路的理論知識；具備模擬電路基本電路的設(shè)計能力；具備模擬電路的基本調(diào)試手段；自選相關(guān)電子器件；可以使用實(shí)驗(yàn)室儀器調(diào)試。要求完成的主要任務(wù)： （包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求， 以及說明書撰寫等具體 要求）1、頻率范圍三段：10100Hz, 100 HzIKHz, 1 KHz10 KHz;2、正弦波Uop尸3V,三角波Uopp= 5V,方波Uopp= 14V;3、幅度連續(xù)可調(diào)，線性失真?。?、安裝調(diào)試并完成符合學(xué)校要求的設(shè)計說明書時間安排：一周，其中3天硬件設(shè)計，2

2、天硬件調(diào)試指導(dǎo)教師簽名:系主任（或責(zé)任教師）簽名:目 錄1 .綜述11.1 信號發(fā)生器概論11.2 Multisim 簡介21.3 集成運(yùn)放lm324簡介32 .方案設(shè)計與論證42.1 方案一42.2 方案二42.3 方案三53 .單元電路設(shè)計63.1 正弦波發(fā)生電路的工作原理63.2 正弦波變換成方波的工作原理83.3 方波變換成三角波的工作原理93.4 正負(fù)12V直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 104 .電路仿真124.1 總波形發(fā)生電路 124.2 正弦波仿真134.3 方波仿真144.4 三角波仿真145 .實(shí)物制作與調(diào)試 155.1 焊接過程155.2 實(shí)物圖155.3 調(diào)試波形186 .數(shù)據(jù)記

3、錄197 .課設(shè)總結(jié)208 .參考書目219 .附錄22本科生課程設(shè)計成績評定表241.綜述1.1 信號發(fā)生器概論在人們認(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），然后用其它儀表測量感興趣的參數(shù)。可見信號源 在各種實(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

4、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，特別是操作簡單方便。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的波 形發(fā)生器，使用的器件可以是分立器件（如低頻信號函數(shù)發(fā)生器S101全部采用晶體 管），也可以采用集成電路（如單片函數(shù)發(fā)生器模塊8038）。信號發(fā)生器又稱信號源或振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。 各

5、種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來表示。能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸 齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號發(fā)生器。它用于產(chǎn)生被測電 路所需特定參數(shù)的電測試信號。在測試、研究或調(diào)整電子電路及設(shè)備時，為測定電 路的一些電參量，如測量頻率響應(yīng)、噪聲系數(shù)，為電壓表定度等，都要求提供符合 所定技術(shù)條件的電信號，以模擬在實(shí)際工作中使用的待測設(shè)備的激勵信號。當(dāng)要求 進(jìn)行系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性測量時，需使用振幅、頻率已知的正弦信號源。當(dāng)測試系統(tǒng)的 瞬態(tài)特性時，又需使用前沿時間、脈沖寬度和重復(fù)周期已知的矩形脈沖源。并且要 求信號源輸出信號的參數(shù)，如頻率、波形、輸出電壓或功率等，能在一定范圍內(nèi)進(jìn) 行精確調(diào)

6、整，有很好的穩(wěn)定性，有輸出指示。信號源可以根據(jù)輸出波形的不同，劃 分為正弦波信號發(fā)生器、矩形脈沖信號發(fā)生器、函數(shù)信號發(fā)生器和隨機(jī)信號發(fā)生器 等四大類。正弦信號是使用最廣泛的測試信號?，F(xiàn)在,我們通過對函數(shù)信號發(fā)生器的原理以及構(gòu)成設(shè)計一個能變換出正弦波、方波、三角波的簡易發(fā)生器。眾所周知，制作函數(shù)發(fā)生器的電路有很多種。本次設(shè)計先通過RC正弦波振蕩電 路產(chǎn)生正弦波，這是一種頻率可調(diào)的移相式正弦波發(fā)生器電路，具頻率穩(wěn)定一般為 實(shí)驗(yàn)所確定，然后可以通過改變電容值來改變再通過電壓比較器產(chǎn)生方波，最后通 過積分電路形成三角波。此電路具有良好的正弦波和方波信號。 它的制作成本不高， 路簡單，使用方便，有效的節(jié)

7、省了人力，物力資源。信號發(fā)生器是電子測量領(lǐng)域中最基本、應(yīng)用最廣泛的一類電子儀器。該函數(shù)發(fā) 生器要求能輸出頻率范圍可調(diào)的正弦波、方波和三角波，能夠很好的實(shí)現(xiàn)本次試驗(yàn) 的目的，將一些線性和非線性的元件與集成運(yùn)放組合，輸出性能良好的波形.由正弦 波、方波或三角波的發(fā)生器產(chǎn)生相應(yīng)的信號，通過相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)多種波形的輸出。正弦波可以由RC正弦波振蕩電路產(chǎn)生，之后通過過零比較器可產(chǎn)生方波， 再積分可 得三角波。通過調(diào)節(jié)RC振蕩電路中的振蕩電阻來實(shí)現(xiàn)頻率可調(diào)。通過調(diào)節(jié)比例運(yùn) 算電路的反饋電阻來實(shí)現(xiàn)幅度可調(diào)，最終做成要求的函數(shù)發(fā)生器。1.2 Multisim 簡介Multisim 是美國國家儀器（NI）有限公司

8、推出的以 Windows為基礎(chǔ)的仿真工具， 適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路 硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。1.2.1 multisim10 概述：1 .通過直觀的電路圖捕捉環(huán)境，輕松設(shè)計電路。2 .通過交互式SPICE仿真，迅速了解電路行為。3 .借助高級電路分析，理解基本設(shè)計特征。4 .通過一個工具鏈，無縫地集成電路設(shè)計和虛擬測試。5 .通過改進(jìn)、整合設(shè)計流程，減少建模錯誤并縮短上市時間。1.2.2直觀的捕捉和功能強(qiáng)大的仿真：NI Multisim 軟件結(jié)合了直觀的捕捉和功能強(qiáng)大的仿真，能夠快速、輕松、高 效地對電路進(jìn)行設(shè)計和驗(yàn)證。

9、憑借 NI Multisim ,可以立即創(chuàng)建具有完整組件庫的 電路圖，并利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SPICE模擬器模仿電路行為。借助專業(yè)的高級SPICE分析和虛擬儀器，能在設(shè)計流程中提早對電路設(shè)計進(jìn)行的迅速驗(yàn)證，從而縮短建模循環(huán)。與NI LabVIEWF口 SignalExpress軟件的集成，完善了具有強(qiáng)大技術(shù)的設(shè)計流程， 從而能夠比較具有模擬數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)建模測量。NI Multisim 軟件是一個專門用于電子電路仿真與設(shè)計的ED-具軟件。NIMultisim計算機(jī)仿真與虛擬儀器技術(shù)可以很好地解決理論教學(xué)與實(shí)際動手實(shí)驗(yàn)相脫節(jié)的這一問題。學(xué)員可以很方便地把剛剛學(xué)到的理論知識用計算機(jī)仿真真實(shí)的再 現(xiàn)出來，并且

10、可以用虛擬儀器技術(shù)創(chuàng)造出真正屬于自己的儀表。1.3集成運(yùn)放lm324簡介LM324系列器件帶有差動輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算 放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。該四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入范圍包括負(fù)電源， 因而消除了在許多應(yīng)用場合中采用外部偏置元件的必要性。每一組運(yùn)算放大器可用 圖1所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“-”為兩個信號輸入端，“V+”、 “V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中，Vi-(-)為反相輸入 端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號與該輸入端的位相反；Vi

11、+ (+)為同相輸入端，表示 運(yùn)放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。輸入1I區(qū)Vcc區(qū)輸出1叵回輸出4埔人4可 Vee，Gnd輸出2回輸入2轆入3可輸出3圖1.3 lm324引腳連接圖LM324系列由四個獨(dú)立的，高增益，內(nèi)部頻率補(bǔ)償運(yùn)算放大器，其中專為從單 電源供電的電壓范圍經(jīng)營。從分裂電源的操作也有可能和低電源電流消耗是獨(dú)立的 電源電壓的幅度。應(yīng)用領(lǐng)域包括傳感器放大器，直流增益模塊和所有傳統(tǒng)的運(yùn)算放大器可以更容 易地在單電源系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的電路。例如，可直接操作的LM324系列，這是用來在數(shù)字系統(tǒng)中，輕松地將提供所需的接口電路，而無需額外的±15V電源標(biāo)準(zhǔn)的5V電源電壓。關(guān)鍵詞：正

12、弦波方波三角波函數(shù)信號發(fā)生器multisim2 .方案設(shè)計與論證2.1 方案一圖2.1方案一本方案先產(chǎn)生方波一三角波，再將三角波變換成正弦波的電路設(shè)計方法，電路框圖如圖2.1 0用遲滯比較器與反相積分器首尾相串聯(lián)構(gòu)成方波-三角波產(chǎn)生電路, 然后，采用差分放大器，作為三角波一正弦波變換電路利用差分對管的飽和與截止 特性進(jìn)行變換，差分放大器具有工作點(diǎn)穩(wěn)定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。特別是作為直流放大器時，可以有效地抑制零點(diǎn)漂移，因此可將頻率很低的三角波 變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。此電路 的輸出頻率就是方波-三角波產(chǎn)生電路的頻率，將正弦波用比較器進(jìn)行比

13、較產(chǎn)生方 波，調(diào)節(jié)比較電位，使得方波的占空比可以改變。但在實(shí)際操作中難以調(diào)試出正弦 波，原因是差分電路難以達(dá)到絕對的對稱。故未采用此方案。2.2 方案二圖2.2方案二本方案中正弦波與三角波的產(chǎn)生與方案二相同， 用遲滯比較器與反相積分器首 尾相串聯(lián)構(gòu)成方波-三角波產(chǎn)生電路，但三角波到正弦波的變換電路采用的是有源 RC二階低通選頻電路，電路框圖如圖 2.2。此電路結(jié)構(gòu)、思路簡單，運(yùn)行時性能穩(wěn)定且能較好的符合設(shè)計要求， 但是由于 有源RJ階低通濾波電路中的電容是與輸出端相接， 相當(dāng)于形成一正反饋，若正反 饋過大，可能引起濾波器自激，故未予采用。2.3 方案三正弦波方波RC正弦波振蕩電路過零比較器圖2

14、.3方案三RC正弦波振蕩電路、電壓比較器、積分電路共同組成的正弦波一方波一三角波 函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計方法，電路框圖如圖2.3。先通過RC正弦波振蕩電路產(chǎn)生正弦波, 再通過電壓比較器產(chǎn)生方波，最后通過積分電路形成三角波。此電路具有良好的正 弦波和方波信號。正弦波振蕩電路是一種自己振蕩電路，其實(shí)質(zhì)是放大器引正反饋 的結(jié)果。由放大電路、正反饋網(wǎng)絡(luò)和選頻網(wǎng)絡(luò)組成。它沒有輸入信號，而是通過電 路中的噪聲經(jīng)過選頻產(chǎn)生。該方案思路清晰，產(chǎn)品易制作，本次實(shí)驗(yàn)課設(shè)我們采取 該方案。3 .單元電路設(shè)計3.1 正弦波發(fā)生電路的工作原理3.1.1 產(chǎn)生正弦振蕩的條件：正弦波產(chǎn)生電路的目的就是使電路產(chǎn)生一定頻率和幅度的正

15、弦波，我們一般在 放大電路中引入正反饋，并創(chuàng)造條件，使其產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的振蕩。正弦波產(chǎn)生電路 的基本結(jié)構(gòu)是：引入正反饋的反饋網(wǎng)絡(luò)和放大電路。其中：接入正反饋是產(chǎn)生振蕩 的首要條件，它又被稱為相位條件；產(chǎn)生振蕩必須滿足幅度條件；要保證輸出波形 為單一頻率的正弦波，必須具有選頻特性；同時它還應(yīng)具有穩(wěn)幅特性。因此，正弦 波產(chǎn)生電路一般包括：放大電路；反饋網(wǎng)絡(luò)；選頻網(wǎng)絡(luò)；穩(wěn)幅電路個部分。3.1.2 正弦波振蕩電路的組成判斷及分類：(1) 放大電路：保證電路能夠有從起振到動態(tài)平衡的過程，電路獲得一定幅值 的輸出值，實(shí)現(xiàn)自由控制。(2) 選頻網(wǎng)絡(luò)：確定電路的振蕩頻率，是電路產(chǎn)生單一頻率的振蕩，即保證電 路產(chǎn)

16、生正弦波振蕩。(3) 正反饋網(wǎng)絡(luò)：引入正反饋，使放大電路的輸入信號等于其反饋信號。穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：也就是非線性環(huán)節(jié)，作用是輸出信號幅值穩(wěn)定。3.1.3 判斷電路是否振蕩的方法：(1) 是否滿足相位條件，即電路是否正反饋，只有滿足相位條件才可產(chǎn)生振蕩。(2) 放大電路的結(jié)構(gòu)是否合理，有無放大能力，靜態(tài)工作是否合適；(3) 是否滿足幅度條件。3.1.3正弦波振蕩電路檢驗(yàn)：(1) 網(wǎng)冷則不可能振蕩；(2) 網(wǎng)1振蕩，但輸出波形明顯失真；(3) 卜1產(chǎn)生振蕩。振蕩穩(wěn)定后。石二L此種情況起振容易，振蕩穩(wěn)定，輸出波形的失真小。1.1.3 分類：按選頻網(wǎng)絡(luò)的元件類型，把正先振蕩電路分為：RC正弦波振蕩電路；LC正

17、弦波振蕩電路；石英晶體正弦波振蕩電路。1.1.4 RC正弦波振蕩電路：常見的RC正弦波振蕩電路是RC串并聯(lián)式正弦波振蕩電路，它又被稱為文 氏橋正弦波振蕩電路。用并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在此作為選頻和反饋網(wǎng)絡(luò)。RP2160kQKay 3 A圖3.1 RC橋式正弦波振蕩電路1N40071,、，-RC橋式正弦波振蕩電路的構(gòu)成如圖所小。 當(dāng)w = wo = 一時，RC選頻網(wǎng)絡(luò) RC的相移為零，這樣RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)送到運(yùn)算放大器同向輸入端的信號電壓Vi與輸出電壓Vo同相，所以RC反饋網(wǎng)絡(luò)形成正反饋，滿足相位平衡條件。為使在震蕩建立期間信號做增幅震蕩，應(yīng)選擇 R1和R2可使Af>3,保證。因此它的起振條件為：%；

18、它的振蕩頻率為：幾2成C 。它主要用 于低頻振蕩。要想產(chǎn)生更高頻率的正弦信號，一般采用 LC正弦波振蕩電路。它Jo - -7=的振蕩頻率為：2KLe 0止匕外，石英振蕩器的特點(diǎn)是其振蕩頻率特別穩(wěn)定，它常用于振蕩頻率高度穩(wěn)定的的場合。RCC氏橋振蕩電路的穩(wěn)幅作用是靠兩個并聯(lián)的二極管組成的，當(dāng)輸出信號 較小時，二極管工作電流小，動態(tài)電阻大，電路的增益較大，引起增幅震蕩過 程。當(dāng)輸出幅度達(dá)到一定程度，二極管工作電流大，動態(tài)電阻小，電路的增益 下降，電路的輸出電壓幅值將不再上升，從而使輸出電壓穩(wěn)定，以此來達(dá)到穩(wěn) 幅的目的。3.2 正弦波變換成方波的工作原理3.2.1 電壓比較器的功能電壓比較器是用來比

19、較兩個電壓大小的電路，它的輸入信號是模擬電壓，輸 出信號一般是只有高電平和低電平兩個穩(wěn)定狀態(tài)的電壓。利用電壓比較器可將各 周期性信號轉(zhuǎn)換成矩形波。3.2.2 過零比較器參考電壓為零的比較器稱為過零比較器。按輸入方式的不同可分為反相輸入 和同相輸入兩種過零比較器，通常用閾值電壓和傳輸特性來描述比較器的工作特 性。閾值電壓（又稱門檻電平）是使比較器輸出電壓發(fā)生跳變時的輸入電壓值，簡為閾值，用符號UTH8示。VCC 12VR5,SAR733 口口二“人1 LM324ADR6 <04S一；，X1N753A1UKU< VSS *12V1D3 -flN75 浜圖3.2.1 過零比較器本電路中該

20、電路的作用是將正弦信號轉(zhuǎn)變成方波信號 下圖所示：*'V +i；：圖3.2.2傳輸特性曲線,其傳輸特性曲線如a t3.3 方波變換成三角波的工作原理方波經(jīng)過積分器就變成了三角波。但是此電路要求前后電路的時間常數(shù)配合好, 不能讓積分器飽和。積分電路原理圖 3.3.1Vo-Vi為積分關(guān)系，負(fù)號表示輸入和輸出信號相位相反。當(dāng) Vi為定值時，電容將恒流充電，輸出電壓為:VotRC當(dāng)積分器輸入信號為方波時，其輸出信號為三角波，電路波形圖如下:圖3.3.2三角波發(fā)生器工作波形圖3.3.2積分電路仿真圖3.4 正負(fù)12V直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的

21、裝置，它需要經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成。3.4.1 設(shè)計原理直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器 T、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如圖所示：圖3.4.1直流穩(wěn)壓電源設(shè)計框圖及波形3.4.2 各部分作用1、電源變壓器T:作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要 的交流電壓Ui。2、整流電路：整流電路將交流電壓 Ui變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路 濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓U1。3、濾波電路：經(jīng)整流后的直流輸出電壓脈動性很大，不能直接使用，為減少其 交流成分，常在整流電路后接濾波電路。濾波電路的主要任務(wù)是將整流后的單向脈 動直流電壓中的紋波濾除掉

22、，使其輸出平滑的直流電壓，這里我們采用接入濾波電 容來組成濾波電路。4、穩(wěn)壓電路：常用的穩(wěn)壓電路有兩種形式：一是穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，二是串聯(lián)型 穩(wěn)壓電路。二者的工作原理有所不同。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路其工作原理是利用穩(wěn)壓管兩 端的電壓稍有變化，會引起其電流有較大變化這一特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)與穩(wěn)壓管串聯(lián)的 限流電阻上的壓降來達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。3.4.3 具體電路設(shè)計在整流電路中我們采用全波整流橋，該電路的整流效果和輸出電壓波形為單項半波整流的兩倍，在穩(wěn)壓電路中采用 CW781和CW791型號的這兩個集成穩(wěn)壓器芯片組成的具有同時輸出固定的+12M -12V電壓的穩(wěn)壓電路。該電路對稱性好，溫度 特性也近似一致。

23、圖3.4.2直流穩(wěn)壓電源電路圖1N+0O?* l-NI'QO?精彩文檔3.4.4 穩(wěn)壓電源的性能指標(biāo)及測試方法穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)分為兩種：一種是特性指標(biāo)，包括允許輸入電壓、輸出 電壓、輸出電流及輸出電壓調(diào)節(jié)范圍等；另一種是質(zhì)量指標(biāo)，用來衡量輸出直流 電壓的穩(wěn)定程度，包括穩(wěn)壓系數(shù)（或電壓調(diào)整率）、輸出電阻（或電流調(diào)整率） 紋波電壓（紋波系數(shù)）及溫度系數(shù)。4 .電路仿真4.1 總波形發(fā)生電路_TS3% RP1 1嘰口 Key=AR1caTl-QAlifRP2 1601(0 KfiyvA55% 1600XSC1R3Nk力VCC1N4&07LM324D1N40Q7I- 1k£

24、lVCC12VUMR7-VAJ IDkflLM324ADR6 1Qk£3VS5 -12VX?N753A03 mmAVCC12V3AVCCdM324ADUVLJ4AVSS T2M4LIM324ADRP4 %50kn Key=Avssizv圖4.1正弦波一方波一三角波函數(shù)發(fā)生器該電路分為三部分，第一部分為 RC橋式正弦振蕩電路，其功能是利用 RC1蕩 產(chǎn)生特定頻率的正弦波；第二部分為過零電壓比較器電路，其功能為將正弦波轉(zhuǎn)成 方波；第三部分為積分電路，其功能為利用積分電路將方波轉(zhuǎn)成三角波；止匕外，在 積分電路之前設(shè)置一個電壓跟隨器，起到隔離作用，使過零電壓比較器電路與積分 電路不相互影響。

25、確定電路元器件參數(shù)：穩(wěn)壓管的作用是限制和確定方波的幅度，因此方波正負(fù) 半周的對稱性與穩(wěn)壓管性能有關(guān)。因此選用穩(wěn)壓管時，要選擇性能好一些的兩個管 性能對稱的穩(wěn)壓管，最好選用雙向穩(wěn)壓管；R3是穩(wěn)壓管的限流電阻，阻值根據(jù)穩(wěn)壓管的電路確定；Rp1和Rp2給比較器提供門限電平，他們可以決定三角波的幅值 .因 此Rp1和R2的值應(yīng)根據(jù)三角波的幅值決定。一般為了使三角波的幅值可調(diào)，常用電 位器作為Rp1、Rp2和電容C的值決定三角波的頻率f。一般是Rp1和R2的值確定 后，可以先確定電容C的值，然后由f。=R2/ （4Rp2Rp1C來確定R4的值.Rp2若采 用電位器，則三角波頻率可調(diào)。為了減小積分漂移，電

26、容C的值盡量取大些，但是C值越大漏電也越大，因此一般C不超過1uF;集成運(yùn)放的選擇用于比較器的運(yùn)放要 求速度應(yīng)該高些。通過改變反饋網(wǎng)絡(luò)中的變阻RP3的阻值可以改變正弦波的輸出波形的幅值；之 后方波的輸出波形也隨之確定；通過改變變阻 RP4的阻值可以改變?nèi)遣ǖ妮敵霾?形的幅值。4.2 正弦波仿真在變阻RP1 RP2百分比分別為50% RP3百分比為25%示波器輸出的波形如下 圖所示。反向%I時間 通道/ 通道學(xué)1.315 s-L660 V1.338 s1.65B V23-0773.318V時基標(biāo)度：Slms/Div1MA通道E.刻度：5叱觸發(fā)刻度：|i 7M邊沿二國因H三水平：0X軸位移f格）

27、：0 西|添加B值而|Y軸位移皤）：0Y軸位移f格N 0VIxlSjl 0 !麟.皮克1山屋顯LJ1單次對電H無1TE12 30T2T1I保存外觸發(fā)圖4.2正弦波仿真視圖由圖可知T1的時間為1.315s ,通道A為-1.660V。T2的時間為1.338s ,通道A 為1.658V。由此可知仿真出的正弦波的幅值為：1.660V;峰-峰值為：3.318V;周 期為 46.154ms。4.3 方波仿真時間736,976 ms760.9QBms23.932 ms-6,B34V6,B12V 11646 VM 以囹囹 tti*蜷謠：（2國卬可叵水平：0V時基 通道A通遒三標(biāo)度：0 r,-biv ：刻度：

28、5 V/D ,刻度： 5V&M乂軸位移靜）：0丫物位移（幅0Y軸位移第）10函遢El® 國 耳叵曜®醫(yī)就EtSSE圖4.3方波仿真視圖由圖可知T1的時間為736.976ms,通道A為-6.834V。T2的時間為760.908ms, 通道A為6.812V。由此可知仿真出的正弦波的幅值為：6.812V;峰-峰值為：13.646V; 周期為47.864ms。rSS-XSC2圖4.4三角波仿真視圖4.4 三角波仿真由圖可知T1的時間為5.516s ,通道A為-2.554V。T2的時間為5.180s ,通道A 為2.513V。由此可知仿真出的正弦波的幅值約為：2.554V;峰

29、-峰值為：5.067V;周期為24.786ms。5 .實(shí)物制作與調(diào)試5.1 焊接過程1、在排版排線時注意疏密得體，各線方向最好一致， 各個焊點(diǎn)之間獨(dú)立，以免造成 線路短路。2、焊接電路時，注意焊接完成后，將烙鐵頭放回原位并關(guān)掉電源，避免造成旁人不 經(jīng)意受傷。3、電路焊接完成后，在示波器上沒能顯示出波形。尋找電路焊接的錯誤，然后對電 路進(jìn)行修改，最終在示波器上顯示出設(shè)計要求的波形。4、調(diào)試時，積分電路中的三角波底部出現(xiàn)失真。在積分電路上并聯(lián)一個100K微調(diào)電阻和一個0.1uF電容，通過調(diào)節(jié)電阻。最后得以實(shí)現(xiàn)三角波。5、設(shè)計過程中，要注意與組員協(xié)調(diào)合作，分工有序，否則會造成不必要的錯誤，導(dǎo) 致整個

30、設(shè)計的失敗。6、焊接芯片時，注意正負(fù)極以及各引腳的排序， 避免焊接時電路連接錯誤，造成波 形不能顯小01.2 實(shí)物圖總體外觀：圖5.2.1總體外觀拍攝圖信號發(fā)生器正面：圖5.2.2信號發(fā)生器正面拍攝圖信號發(fā)生器背面：圖5.2.3信號發(fā)生器背面拍攝圖直流穩(wěn)壓電源正面：圖5.2.4直流穩(wěn)壓電源正面拍攝圖直流穩(wěn)壓電源背面：圖5.2.5直流穩(wěn)壓電源背面拍攝圖1.3 調(diào)試波形1.3.1 正弦波圖5.3.1正弦波調(diào)試實(shí)際調(diào)試中輸出的正弦波波形如上圖所示。其中 Vmax=1.64V Vmin=-1.64V; 峰-峰值為3.28V。1.3.2 方波圖5.3.2方波調(diào)試實(shí)際調(diào)試中輸出的方波波形如上圖所示。其中V

31、max=7.00V Vmin=-10.2V；峰-峰值為17.2V。1.3.3 三角波圖5.3.3三角波調(diào)試實(shí)際調(diào)試中輸出的三角波波形如上圖所示。其中 Vmax=10.0V Vmin=4.96V;峰 -峰值為5.04V。6 .數(shù)據(jù)記錄1 .正弦波正弦波測試結(jié)果：輸出電壓 3.28V,頻率10HZ-8.2KHZ可調(diào)；2 .方波方波測試結(jié)果：輸出電壓17.2V,頻率5HZ-7.8KHZ可調(diào)；3 .三角波三角波測試結(jié)果：輸出電壓 5.04V,頻率10HZ-8.0KHZ可調(diào)；4 .電源電源測試結(jié)果：正極輸出+12.01V,負(fù)極輸出-11.96V。7 .課設(shè)總結(jié):我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面

32、，如何去面對現(xiàn)實(shí)中的各種設(shè) 計？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識用到實(shí)踐中去呢？這次的模電課程設(shè)計 就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺。在這次難得的課程設(shè)計過程中我鍛煉了自己的思考能力和動手能力。通過題目 構(gòu)思和設(shè)計電路的過程中，加強(qiáng)了我思考問題的完整性和實(shí)際生活聯(lián)系的可行性。在方案設(shè)計選擇和芯片的選擇上，培養(yǎng)了我們綜合應(yīng)用的能力，對函數(shù)信號發(fā)生器的 功能也有了進(jìn)一步的認(rèn)識。還鍛煉我們個人的查閱技術(shù)資料的能力，動手能力，發(fā) 現(xiàn)問題，解決問題的能力。并且我們熟練掌握了有關(guān)器件的性能及測試方法。在電路的選擇與仿真過程中，我發(fā)現(xiàn)從剛開始的 Multisim到現(xiàn)在的Protel , 不管是學(xué)習(xí)哪種軟件，都給我留下了很深的印象。由于之前軟件仿真方面接觸的不 多，開始著手的時候覺得很費(fèi)力，但慢慢的摸索出來，到后來就好多了。在每次的 課程設(shè)計中，遇到問題，最好的辦法就是問別人，因?yàn)槊總€人掌握情況不一樣，不可 能做到處處都懂，發(fā)揮群眾的力量，復(fù)雜的事情就會變得很簡單。這一點(diǎn)我深有體 會，在很多時候，我遇到的困難或許別人之前就已遇到，向他們請教遠(yuǎn)比自己在那 冥思苦想要來得快捷。最后的調(diào)試部分也不是易事，因?yàn)槔碚撚嬎愕闹翟趯?shí)際當(dāng)中 并不一定是最佳參數(shù)，我們必須通過觀察效果來改變參數(shù)的數(shù)值以期達(dá)到最好。通過此次對函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計，我掌握了