函數(shù)信號發(fā)生器課程設(shè)計報告

1、<p><b>　　課程設(shè)計報告書</b></p><p>　　課程名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計 </p><p>　　題 目： 函數(shù)信號發(fā)生器 </p><p>　　學(xué) 院： 電子工程學(xué)院 </p><

2、;p>　　學(xué) 期： </p><p>　　專業(yè)班級： 通信工程111 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p>

3、<p><b>　　函數(shù)信號發(fā)生器</b></p><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　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 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)?？梢娦盘栐丛诟鞣N

4、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，以滿足測量需要。</p><p>　　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)計和簡易的硬件電路，產(chǎn)生數(shù)字式的正弦波、方波、

5、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。</p><p><b>　　2.設(shè)計要求</b></p><p>　　設(shè)計一個能夠輸出正弦波、三角波和矩形波的信號源電路，電路形式自行選擇。輸出信號的頻率可通過開關(guān)進(jìn)行設(shè)定，具體要求如下： 輸出信號的頻率范圍為1000~2000Hz，

6、步進(jìn)為50Hz。 要求輸出信號無明顯失真，特別是正弦波信號。</p><p>　　圖1  函數(shù)信號發(fā)生器方框圖</p><p>　　3.函數(shù)信號發(fā)生器的方案</p><p><b>　　3.1 方案一</b></p><p>　　由555定時器組成的多諧振蕩器產(chǎn)生方波，然后由積分電路將方波轉(zhuǎn)

7、化為三角波，最后用低通濾波器將方波轉(zhuǎn)化為正弦波。</p><p>　　圖2 方波、三角波、正弦波、信號發(fā)生器的原理框圖</p><p>　　但這樣的輸出將造成負(fù)載的輸出正弦波波形變形，因?yàn)樨?fù)載的變動將拉動波形的崎變。</p><p><b>　　3.2方案二</b></p><p>　　先通過RC正弦波振蕩電路產(chǎn)生正弦

8、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。</p><p>　　圖3 正弦波、方波、三角波信號發(fā)生器的原理框圖</p><p>　　此電路具有良好的正弦波和方波信號。但經(jīng)過積分器電路產(chǎn)生的同步三角波信號，存在難度。原因是積分器電路的積分時間常數(shù)是不變的，而隨著方波信號頻率的改變，積分電路輸出的三角波幅度同時改變。若要保持三角波幅度不變，需同時改變積分時間常數(shù)的大小。<

9、;/p><p><b>　　3.3方案三</b></p><p>　　8038集成函數(shù)發(fā)生器是一種多用途的波形發(fā)生器，可以直接用來產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和鋸齒波。</p><p>　　圖4 利用ICL8038芯片構(gòu)成8038集成函數(shù)發(fā)生器</p><p>　　綜上所述，我們選擇方案二。</p><p&

10、gt;<b>　　4．單元電路的設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1正弦波發(fā)生器</b></p><p>　　RC振蕩電路由RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)和反向相放大電路組成，圖中RC選頻網(wǎng)絡(luò)形成負(fù)反饋電路。</p><p>　　圖5-1 正弦波波發(fā)生電路 </p><p>　　在圖5-

11、1電路中,當(dāng)R1 = R2 = R，C1= C2 = C時 </p><p>　　則 （5-1） </p><p>　　當(dāng)頻率時，，根據(jù)幅度平衡條件，只有 電路才能維持振蕩。</p><p>　　令C=1

12、00Nf,R4<1.592千歐。</p><p>　　圖5-1-1 正弦波仿真圖</p><p>　　由圖可知 Umax=6v,f=1.041KHZ。</p><p><b>　　4.2方波發(fā)生器</b></p><p>　　電壓比較器由比較器741的反相輸入端接電壓構(gòu)成，在實(shí)用電路中為了滿足負(fù)載需要，常在集成運(yùn)

13、算的輸出端加穩(wěn)壓管限幅電路。限幅電路的作用是把輸出信號幅度限定在一定的范圍內(nèi)，亦即當(dāng)輸入電壓超過或低于某一參考值后，輸出電壓將被限制在某一電平（稱作限幅電平），且不隨輸入電壓變化。</p><p>　　圖5-2 方波發(fā)生電路</p><p>　　經(jīng)過閾值UTH1時，輸出電平由高電平(Uz)跳變?yōu)榈碗娖?-Uz)。當(dāng)輸入電壓由高向低變化，經(jīng)過閾值UTH2時，輸出電平由低電平(-Uz)跳變

14、為高電平(Uz)。</p><p>　　UTH1=R5*UZ/(R5+R6) (5-2)</p><p>　　UTH2=-R5*UZ/(R5+R6) ? (5-3)</p><p>　　圖5-2-1 方波仿真圖</p><p>　　由圖可知Umax=5.

15、2V,f=1.041KHZ。</p><p><b>　　4.3三角波的設(shè)計</b></p><p>　　三角波的產(chǎn)生是由積分電路實(shí)現(xiàn)的，積分電路將方波轉(zhuǎn)換成三角波。積分電路中，由于集成運(yùn)放的反相輸入端“虛地”，又由于“虛斷”，運(yùn)放反相輸入端的電流為零。</p><p>　　圖5-3 三角波發(fā)生器</p><p>　　

16、積分器元件參數(shù)計算如下： Ui/R=-C*dU0/dt （5-4）</p><p>　　令C=100nf,R用可變電阻R8表示。</p><p>　　圖5-3-1 三角波仿真圖</p><p>　　由圖可知，Umax=8v,f=1.044KHZ。</p><p><b>　　5．總電路圖</b&g

17、t;</p><p><b>　　圖6 總電路圖</b></p><p><b>　　5.1正弦波-方波</b></p><p>　　圖6-1 正弦-方波仿真圖</p><p><b>　　5.2方波-三角波</b></p><p>　　圖6-2

18、 方波-三角波仿真圖</p><p><b>　　5.3總波形</b></p><p>　　圖6-3 總波形仿真圖</p><p><b>　　6.收獲與體會</b></p><p>　　在這次設(shè)計過程中我對抽象的理論有了進(jìn)一步的認(rèn)識。通過這次課程設(shè)計，我了解了常用元件的識別和測試；熟悉了常用的

19、儀器儀表；了解了電路的連接方法；以及如何提高電路的性能等等。雖然這次實(shí)驗(yàn)使得我糾結(jié)了近三天，但收獲的確很多。 在這次實(shí)驗(yàn)中，總結(jié)了很多感觸體會，我們不能盲目的圖快，一定要在心底有個具體的譜然后下手去設(shè)計，這樣能讓我們少走彎路，更加節(jié)省時間。在實(shí)驗(yàn)過程中，我也遇到了不少的問題，如波形失真或者完全沒有波形這樣的問題。在老師和同學(xué)的幫助下，自己的總結(jié)思索下，把問題一一解決。實(shí)驗(yàn)中暴露出我們在理論學(xué)習(xí)中所存在的問題，有些理論知識還處于懵懂狀態(tài)，

20、這次實(shí)驗(yàn)讓我對過去未理解的很多知識有了明了的認(rèn)識。這次課程設(shè)計讓我體會到了在接好電路后測試出波形的喜悅與如重釋負(fù)的輕松。</p><p>　　此課程的設(shè)計，真的讓我認(rèn)識到了實(shí)踐能力的的重要性與真實(shí)性。這能讓我們很好的加深對不知道的理論知識的理解，同時也鞏固了以前知道的知識。明白老師為什么要求我們做好這個課程設(shè)計的原因。這次課程設(shè)計讓我意識到運(yùn)用所學(xué)的知識去解決實(shí)際的問題的重要性，我們學(xué)理工科的同學(xué)應(yīng)更多的鍛煉提高

21、我們的動手能力。</p><p><b>　　7.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 馮軍.電子線路基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社,1979.</p><p>　　[2] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].浙江：華中工學(xué)院電子學(xué)院高等教育出版,1997.</p><p>　　[3] 謝自美.電子線路設(shè)計[M].江蘇