函數(shù)信號發(fā)生器的設計

1、模擬電路課程設計題目 _函數(shù)信號發(fā)生器設計_學院 _ _班級 _ _姓名 _ _學號 _指導老師 _ _函數(shù)信號發(fā)生器的設計一、設計任務和目的1.掌握RC正弦波振蕩電路的工作原理2.掌握過零比較器的工作原理；3.掌握積分電路的工作原理；二、設計要求1.能夠輸出正弦波、方波、三角波； 2.發(fā)揮部分：輸出信號的幅度可調(diào)、頻率可調(diào)1.函數(shù)發(fā)生器總設計概念原理圖1.1 原理框圖RC振蕩電路比較電路 積分電路正弦波 方波三角波1.2 函數(shù)信號發(fā)生器的方案函數(shù)發(fā)生器的主要是指能自動產(chǎn)生正弦波、方波，三角波等電壓波形的電路或者儀器。根據(jù)用途不同，可以采用單獨器件單獨產(chǎn)生需要的波形，也可以用集成電路產(chǎn)生所有波

2、形。為了能更好的了解電路的基本理論以及實驗的調(diào)試技術，所以這里才用了集成運算放大器組成函數(shù)發(fā)生器的設計方法。波形之間的轉(zhuǎn)換有多種方案，這里采用了先生成正弦波然后轉(zhuǎn)換為方波，最后把方波轉(zhuǎn)換為三角波。2. 各組成部分的工作原理2.1正弦波發(fā)生電路的工作原理 此電路又RC橋式振蕩電路組成。RC回路即作為選頻回路，同時作為正反饋網(wǎng)絡，通過RC充、放電實現(xiàn)輸出狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，電路產(chǎn)生了自激振蕩。只要為RC串聯(lián)網(wǎng)絡匹配一個電壓放大倍數(shù)大于三的放大電路就可以構成正弦波振蕩電路，考慮起振條件，所以放大電路的電壓放大倍數(shù)大于三，且所選放大電路應具有可能的輸入電阻和盡可能小的輸出電阻，以減小放大電路對選頻特性的影響，

3、使震蕩頻率僅僅取決于選頻網(wǎng)絡。 輸入量 凈輸入量 基本放大電路 輸出量 反饋量 反饋網(wǎng)絡2.1 無外加輸入信號的正弦波振蕩電路 2.2 正弦波轉(zhuǎn)換為方波電路運用電壓比較器實現(xiàn)正弦波轉(zhuǎn)換為方波，如圖所示，其闕值電壓=0V，集成運放工作在開環(huán)狀態(tài)，其輸出電壓為+與-，當輸入電壓u小于0V時，=+；當輸入電壓大于0V時，=-。2.3 方波三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理 2.4 電路參數(shù)的選擇及計算 （1）正弦中電容的變化，為了能夠改變正弦波的頻率，為此對和進行調(diào)整，把它們修改通過開關來選擇性的電容，根據(jù)電容的從放電時間來達到頻率可調(diào)的目的 （2）方波三角波產(chǎn)生電路方波輸入時，其幅值時一定的所以選擇積分電路

4、來實現(xiàn)三角波的產(chǎn)生，同樣，對于頻率的問題，再次通過改變電容來實現(xiàn)頻率可調(diào)，這里要注意的是三角波的電容調(diào)節(jié)要和正弦波的對應同步，以確保不會發(fā)生嚴重失真。2.5 電容調(diào)節(jié)對照表 正弦波三角波 1uF 1000uF 0.1uF 100uF0.01uF 10uF1nF 1uF2.6振幅的調(diào)節(jié) 振幅的調(diào)節(jié)相對簡單，只需要在波形輸出的地方加一個可調(diào)電阻來改變振幅的大小，最后加一個波形選擇開關，就可以達到波形選擇的要求。2.7總電路圖PCB電路設計元件清單元件名稱數(shù)量電容1000uF電容100uF電容10uF電容1uF電容0.1uF電容0.01uF電容1可調(diào)電阻可調(diào)電阻1001N4007整流二極管電阻47K

5、電阻1.8K電阻1KUA741CP運算放大器撥位開關3P撥位開關43. 電路的安裝與調(diào)試3.1 正弦波發(fā)生器的安裝與調(diào)試1. 安裝正弦波產(chǎn)生電路1）把UA741cp集成塊插入洞洞板，注意布局2）分別把各電阻放入適當位置，注意電位器的接法，同時電容和開關的位置3）按圖接線，注意芯片引腳，直流電源的正負及接地端 2. 調(diào)試正弦波產(chǎn)生電路1）接入電源后，用示波器觀察2）調(diào)節(jié)電阻，使正弦波幅值滿足指標要求3）調(diào)節(jié)電阻，微調(diào)波形頻率4）觀察示波器，達到指標后進行下一步的安裝3.2 方波三角波轉(zhuǎn)換電路的安裝和調(diào)試1. 安裝方波正弦波的變換電路1）在洞洞板接入積分電路。2）接入電容和電阻，注意電容的正確放置，3）按圖連線，注意芯片引腳，直流電源正負及接地2.調(diào)試電路1）接入電源后，調(diào)整好對應電容，調(diào)節(jié)電阻2）用示波器觀察輸出波形，達到指標就算可以了3.3 總體電路的調(diào)試 把所有電路連接好，接入電源，用4通道示波器觀察所有波形的輸出，調(diào)節(jié)電容和電阻，可以使振幅、頻率改變，并且電路輸出波形相對完美，此設計就接近完成。3.4 3.5 課程設計總結通過此課程的設計，從中學到了許多，比如加強了自己的動手能力，可以認真的完成課題的設計，從理解題目，尋