函數(shù)發(fā)生器課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>　　函數(shù)發(fā)生器</b></p><p>　　專 業(yè): 電子信息科學(xué)與技術(shù) </p><p>　　班 級(jí): </p><p>　　姓 名: </p><

2、p>　　學(xué) 號(hào): ______ </p><p>　　指導(dǎo)老師: </p><p><b>　　電子通信與物理學(xué)院</b></p><p>　　日 期: 年 月 日</p><p><b>　　目錄 </b></p&g

3、t;<p>　　設(shè)計(jì)摘要及關(guān)鍵字……………………………………………………………（1）</p><p>　　1電路設(shè)計(jì)內(nèi)容……………………………………………… （2）</p><p>　　2電路設(shè)計(jì)要求……………………………………………………（2）</p><p>　　3 各部分電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………… （3）</p&

4、gt;<p>　　3.1 方波發(fā)生電路的工作原理……………………………………………… （3）</p><p>　　3.2 方波---三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理……………………………………（3）</p><p>　　3.3 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的工作原理…………………………………（6） </p><p>　　3.4 總電路圖…………………………………

5、……………………………… （8）</p><p>　　4 電路仿真……………………………………………………………………（10）</p><p>　　4.1 方波---三角波發(fā)生電路的仿真…………………………………………（10）</p><p>　　4.2 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的仿真………………………………………（12）</p><p>

6、<b>　　5 總結(jié)</b></p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………（21）</p><p>　　摘要 函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動(dòng)產(chǎn)生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器。本課題采用由集成運(yùn)算放大器與晶體管差分放大器共同組成的方波—三角波—正弦波函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法。整體設(shè)計(jì)完成后的電路簡(jiǎn)單實(shí)用。<

7、/p><p>　　關(guān)鍵詞：函數(shù)信號(hào)發(fā)射器 轉(zhuǎn)換電路 波形變換</p><p><b>　　1設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　本文設(shè)計(jì)了一個(gè)方波、三角波、正弦波函數(shù)發(fā)生器，頻率幅度在一定范圍內(nèi)</p><p>　　可調(diào)有基本分立元件組成，電路簡(jiǎn)單實(shí)用。</p><p><b>

8、　　2設(shè)計(jì)要求 </b></p><p>　　1．設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試函數(shù)發(fā)生器</p><p>　　2．輸出波形：正弦波、方波、三角波；</p><p>　　3．頻率范圍 ：在10－10000Hz范圍內(nèi)可調(diào) ；</p><p>　　4．輸出電壓：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ>1V；</p&g

9、t;<p><b>　　設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動(dòng)產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的電壓波形的電路或者儀器。電路形式可以采用由運(yùn)放及分離元件構(gòu)成；也可以采用單片集成函數(shù)發(fā)生器。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器在電路實(shí)驗(yàn)和設(shè)備檢測(cè)中具有十分廣泛的用途?，F(xiàn)在我們通過對(duì)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的原理以及構(gòu)成設(shè)計(jì)一個(gè)能變換出三角波、正弦波

10、、方波的簡(jiǎn)易發(fā)生器。</p><p>　　圖1 函數(shù)發(fā)生器電路組成框圖</p><p>　　由比較器和積分器組成方波—三角波產(chǎn)生電路，比較器輸出的方波經(jīng)積分器得到三角波，三角波到正弦波的變換電路主要由差分放大器來完成。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(shí)，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

11、大器傳輸特性曲線的非線性。能實(shí)現(xiàn)頻率可調(diào)的指標(biāo)要求，且能實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的幅度調(diào)節(jié)。但積分電路的時(shí)間參數(shù)選擇需保證電路不出現(xiàn)積分飽和失真。</p><p>　　3.1方波發(fā)生電路的工作原理</p><p>　　此電路由反相輸入的滯回比較器和RC電路組成。RC回路既作為延遲環(huán)節(jié)，又作為反饋網(wǎng)絡(luò)，通過RC充、放電實(shí)現(xiàn)輸出狀態(tài)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。設(shè)某一時(shí)刻輸出電壓Uo=+Uz,則同相輸入端電位Up=+UT

12、。Uo通過R3對(duì)電容C正向充電，如圖中實(shí)線箭頭所示。反相輸入端電位n隨時(shí)間t的增長(zhǎng)而逐漸增高，當(dāng)t趨于無(wú)窮時(shí)，Un趨于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo從+Uz躍變?yōu)?Uz,與此同時(shí)Up從+Ut躍變?yōu)?Ut。隨后，Uo又通過R3對(duì)電容C反向充電，如圖中虛線箭頭所示。Un隨時(shí)間逐漸增長(zhǎng)而減低，當(dāng)t趨于無(wú)窮大時(shí)，Un趨于-Uz；但是，一旦Un=-Ut,再減小，Uo就從-Uz躍變?yōu)?Uz，Up從-Ut躍變?yōu)?Ut，電容又開始正相充

13、電。上述過程周而復(fù)始，電路產(chǎn)生了自激振蕩。</p><p><b>　　圖2方波發(fā)生電路</b></p><p>　　3.2 方波---三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理</p><p>　　3-2 方波-三角波產(chǎn)生電路圖 </p><p>　　圖3-4 方波---三角波變換</p><p>　　若a點(diǎn)斷開

14、，運(yùn)算發(fā)大器A1與R1、R2及R3、RP1組成電壓比較器，C1為加速電容，可加速比較器的翻轉(zhuǎn)。運(yùn)放的反相端接基準(zhǔn)電壓，即U-=0，同相輸入端接輸入電壓Uia，R1稱為平衡電阻。比較器的輸出Uo1的高電平等于正電源電壓+Vcc，低電平等于負(fù)電源電壓-Vee（|+Vcc|=|-Vee|）, 當(dāng)比較器的U+=U-=0時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出Uo1從高電平跳到低電平-Vee,或者從低電平Vee跳到高電平Vcc。a點(diǎn)斷開后，運(yùn)放A2與R4、RP2、C

15、2及R5組成反相積分器，其輸入信號(hào)為方波Uo1，可見積分器的輸入為方波時(shí)，輸出是一個(gè)上升速度與下降速度相等的三角波。a點(diǎn)閉合，既比較器與積分器首尾相連，形成閉環(huán)電路，則自動(dòng)產(chǎn)生方波-三角波。電位器RP2在調(diào)整方波-三角波的輸出頻率時(shí)，不會(huì)影響輸出波形的幅度。若要求輸出頻率的范圍較寬，可用C2改變頻率的范圍，PR2實(shí)現(xiàn)頻率微調(diào)。方波的輸出幅度應(yīng)等于電源電壓+Vcc。三角波的輸出幅度應(yīng)不超過電源電+Vcc。電位器RP1可實(shí)現(xiàn)幅度微調(diào)，但會(huì)影

16、響方波-三角波的頻率。</p><p>　　3.3三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的工作原理</p><p>　　圖3-5 三角波-正弦波產(chǎn)生電路</p><p>　　三角波——正弦波的變換電路主要由差分放大電路來完成。</p><p>　　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，可以有效的抑制零點(diǎn)漂移，因

17、此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。</p><p><b>　　3.4電路整體圖：</b></p><p><b>　　4電路仿真</b></p><p><b>　　電路仿真輸出方波</b></p><p><b>　　電路仿真輸出三角波</b><

18、;/p><p><b>　　電路仿真輸出正弦波</b></p><p>　　5總結(jié)：通過對(duì)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)，我深刻認(rèn)識(shí)到了“理論聯(lián)系實(shí)際”的這句話的重要性與真實(shí)性。而且通過對(duì)此課程的設(shè)計(jì)，我不但知道了以前不知道的理論知識(shí)，而且也鞏固了以前知道的知識(shí)。最重要的是在實(shí)踐中理解了書本上的知識(shí)，明白了學(xué)以致用的真諦。也明白老師為什么要求我們做好這個(gè)課程設(shè)計(jì)的原因。他是為了教會(huì)

19、我們?nèi)绾芜\(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去解決實(shí)際的問題，提高我們的動(dòng)手能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我個(gè)人感覺調(diào)試部分是最難的，因?yàn)槔碚撚?jì)算的值在實(shí)際當(dāng)中并不一定是最佳參數(shù)，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。而參數(shù)的調(diào)試是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的積累過程，沒有經(jīng)驗(yàn)是不可能在短時(shí)間內(nèi)將其完成。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　童詩(shī)白 《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》（