模電課程設(shè)計(jì)函數(shù)信號發(fā)生器

1、 課 程 設(shè) 計(jì)（論文）課程名稱 ：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)題目名稱 ：函數(shù)信號發(fā)生器姓 名 ：學(xué)  號 ：班 級 ：專 業(yè) ：設(shè)計(jì)時(shí)間 ：教師評分 ： 年 月 日目 錄一、設(shè)計(jì)的目的及任務(wù) 1.1 課程設(shè)計(jì)的目的（1） 1.2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求（1）二、電路設(shè)計(jì)總方案及各部分電路工作原理（1） 2.1 電路設(shè)計(jì)總體方案（2） 2.2 正弦波發(fā)生電路的工作原理（3） 2.3 正弦波-方波工作原理（4） 2.4 方波-三角波工作原理（5） 2.5 三角波-正弦波工作原理（6）三、電路仿真及結(jié)果（7） 3.1 正弦波發(fā)生原理仿真（7） 3.2 正弦波-方波工作原理仿真（8） 3.3

2、 方波-三角波工作原理仿真（8） 3.4 三角波-正弦波工作原理仿真（9） 3.5 方波-脈沖波工作原理仿真（10）四、收獲與體會（10）五、儀器儀表明細(xì)清單（11）參考文獻(xiàn)（12）一、設(shè)計(jì)的目的及任務(wù)1.1 課程設(shè)計(jì)的目的 學(xué)習(xí)Multisim10仿真軟件的使用方法，進(jìn)一步鞏固簡易信號發(fā)生器的電路結(jié)構(gòu)及電路原理并了解波形的轉(zhuǎn)變方法，掌握模擬電子技術(shù)的基本原理，提高電子電路的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?.2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求 設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)信號發(fā)生器，能輸出1kHz的正弦波（兩個(gè)）、方波和三角波、脈沖波共五種波形。并完成由正弦波方波三角波正弦波（同相）的轉(zhuǎn)化。二、電路設(shè)計(jì)總方案及各部分電路工作原理 2

3、.1 電路設(shè)計(jì)總體方案 電路由一個(gè)RC正弦波振蕩電路，電壓比較器，積分電路，微分電路，低通濾波器組成。 首先，由RC正弦波振蕩電路產(chǎn)生一個(gè)1KHZ的正弦波振蕩信號，經(jīng)過過零比較器處理后，可輸出一個(gè)相同頻率的方波信號。 其次，方波信號一部分引入到積分電路，經(jīng)過積分電路的處理，輸出端將產(chǎn)生一個(gè)相同頻率的三角波信號。 再次，另一部分方波輸出信號引入到微分電路，經(jīng)過處理，微分電路輸出端將產(chǎn)生脈沖波信號。 最后，由積分電路輸出的三角波信號經(jīng)過低通濾波器的處理，可產(chǎn)生正弦波。至此完成了正弦波方波三角波正弦波的轉(zhuǎn)化。 系統(tǒng)組成框圖：RC正弦波振蕩電路 低通濾波器積分電路電壓比較器 正弦波 正弦波 三角波 方

4、波 脈沖波 微分電路 電路原理圖：2.2 正弦波發(fā)生電路的工作原理 正弦波振蕩電路是在沒有外加輸入信號的情況下，依靠電路自激振蕩產(chǎn)生正弦波輸出的電路。它由放大電路、選頻網(wǎng)絡(luò)、正反饋網(wǎng)絡(luò)、和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)組成。 由于,故使Au在開始時(shí)使其大于3滿足起振條件，電路便會產(chǎn)生自激振蕩，因?yàn)殡娐分粚Φ念l率信號放大，而對其他的頻率信號全部衰減為0，所以輸出的頻率信號。 電路原理圖： 正弦波參數(shù)計(jì)算：頻率 幅頻特性 相頻特性 2.3 正弦波-方波工作原理 過零比較器 電壓傳輸特性 利用過零比較器將正弦波轉(zhuǎn)化為方波。電路由反相輸入的過零比較器和RC振蕩電路電路組成。設(shè)某一時(shí)刻輸出電壓Uo=+Uz,則同相輸入端電位U

5、p=0。反相輸入端Ui隨時(shí)間t的增長而逐漸增高，當(dāng)大于零的時(shí)候輸出Uz，當(dāng)小于0的時(shí)候輸出-Uz，Uz由兩個(gè)對稱的穩(wěn)壓管的壓降來產(chǎn)生。 由方程 可求出 振蕩頻率 f=1/T 電路原理圖： 2.4 方波-三角波工作原理 運(yùn)用反相積分運(yùn)算電路來實(shí)現(xiàn)方波到三角波的轉(zhuǎn)換。 由于集成運(yùn)放的同相輸入端通過R接地，由虛短路和虛斷路原理可得， 輸出電壓與電容上電壓的關(guān)系是 = 電路原理圖： 2.5 三角波-正弦波工作原理 運(yùn)用同向輸入二階低通濾波電路實(shí)現(xiàn)。 低通濾波器是容許低于截止頻率的信號通過，但高于截至頻率的信號不能通過的電子濾波裝置。所以，它可將三角波率成正弦波。 式中fo為特征頻率。 令f=0可得通帶

6、的截止頻率為 故通帶的截止頻率為fp=fo。 電路原理圖：三、電路仿真及結(jié)果3.1 正弦波發(fā)生原理仿真3.2 正弦波-方波工作原理仿真3.3 方波-三角波工作原理仿真3.4 三角波-正弦波工作原理仿真3.5 方波-脈沖波工作原理仿真 運(yùn)用反相微分電路實(shí)現(xiàn)。 電路原理圖： 仿真波形圖：4、 收獲與體會4.1 對知識點(diǎn)的鞏固 在RC正弦波產(chǎn)生電路中，反相端接入的電阻R1 Rf是為了滿足起振條件，在F=1/3時(shí)Rf要大于兩倍的R1，才滿足起振條件。濾波電路中兩個(gè)電阻跟電容的參數(shù)要相等。 在過零比較器中是如果直流分量全是正值時(shí)就會只有正值輸出。兩個(gè)穩(wěn)壓管在一個(gè)導(dǎo)通后另一個(gè)還會有壓降，因此方波輸出的值要

7、大于穩(wěn)壓管的值。 在最后的濾波電路中，由三角波到正弦波的濾波原理是因?yàn)槿遣ǖ母道锶~展開，低通濾波的通帶截止頻率應(yīng)大于三角波的基波頻率小于三次的基波頻率。而且只有在時(shí)頻率才可以通過。 在產(chǎn)生脈沖波時(shí)，因?yàn)槊}沖波在電容充放電的過程中可能會對電路產(chǎn)生一定的影響，所以要在最后的正弦波輸出時(shí)再接上一個(gè)比較器，將輸出的方波接到微分電路中，輸出脈沖波。4.2 我的收獲 通過自己動(dòng)手做課程設(shè)計(jì)，感覺有些東西不是只有理論知識支撐的，也要親自實(shí)踐的動(dòng)手做，實(shí)驗(yàn)過程中，產(chǎn)生了各種各樣的問題，在一次又一次的調(diào)試和查閱，直到示波器出現(xiàn)正確的波形的過程中，我收獲很多。本次自己動(dòng)手設(shè)計(jì)函數(shù)發(fā)生器，更加深刻和全面的理解了課本上的知識點(diǎn)，學(xué)以致用，增強(qiáng)了自己動(dòng)手能力，增加