函数信号发生器.doc

沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称电子线路课程设计课程设计题目函数信号发生器的设计课程设计的内容及要求:一、,:1Hz∽100kHz;①正弦波谐波失真度≤2%;②方波上升沿和下降沿时间不得超过200nS,占空比在48%∽50%之间;:0∽20V;二、,应考虑成本。,通过分析计算确定电路和元器件参数。(元器件标准化,电路图规范化)。三、;验证所设计的电路,用multisim软件仿真。。四、,.[M]北京:高等教育出版社,,数字电子技术(第五版).[M]北京:高等教育出版社,《555集成电路实用电路集》高等教育出版社2002-《TTL集成电路应用》***出版社2000-10五、按照要求撰写课程设计报告成绩评定表:序号评定项目评分成绩1设计方案正确,具有可行性,创新性(15分)2设计结果可信(例如:系统分析、仿真结果)(15分)3态度认真,遵守纪律(15分)4设计报告的规范化、参考文献充分(不少于5篇)(25分)5答辩(30分)总分最终评定成绩(以优、良、中、及格、不及格评定)指导教师签字:年月日一、概述函数信号发生器是信号源的一种,信号源可以给被测电路提供所需的各种波形信号,然后用其他仪表测量所需的参数。作为激励源,仿真各种测试信号,提供给被测电路,以满足测量和各种实际需要。这一学期刚学****了数电课程,为进一步掌握数电的基本理论及实验调试技术,本小组进行了这次课程设计,主要说明采用555定时器和运放及各种电阻电容共同组成的方波—三角波波—正弦波函数发生器的设计方法与调试。在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时,都需要有信号源,由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上,用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应,以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。产生方波、三角波、正弦波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波—方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波;也可以首先产生方波,然后把方波变成三角波,最后把三角波变成正弦波等等。本次课程设计用555定时器组成的多谐振荡器来产生方波,在其中加了一个滑动变阻器,根据T=(R1+R2+R滑动变阻器)Cln2和f=1/T来改变波的频率,然后让输出的方波输入用运放组成的RC积分电路,从而输出为三角波,最后用低通滤波器把输出的三角波变为正弦波。它的制作成本不高,电路简单并且使用很方便,有效的节省了人力,物力资源。二、方案论证设计一个函数信号发生器,能够产生方波和正弦波,并且频率可调,方波占空比在48%-50%,正弦波失真度小于2%。方案一:方案一原理框图如图1所示。多谐振荡电路产生方波低通滤波器产生正弦波积分电路产生三角波图1函数信号发生器的设计电路方案一原理框图555构成多谐振荡电路实现的先产生方波,再由积分电路输出三角波,最后由低通滤波器输出正弦波,或者直接由低通滤波器把方波变为正弦波,此电路能够输出正确的波且电路不复杂,性价比较高。方案二:图2函数信号发生器的设计电路方案二原理图过零比较器文氏桥振荡电路首先由文氏桥振荡电路产生正弦波,再由过零比较器产生方波。正弦波通过RC串并联振荡电路(文氏桥振荡电路)产生,利用集成运放工作在非线性区的特点,由最简单的过零比较器将正弦波转换为方波。本设计采用的是方案一,本人数电相较模电学得较好一点,所以选择应用数电知识较多的方案一。555构成多谐振荡电路实现的先产生方波,再由积分电路输出三角波,最后由低通滤波器输出正弦波,或者直接由低通滤波器把方波变为正弦波,此电路能够输出正确的波且电路不复杂,性价比较高。三、%-50%,即在小于50%的范围,所以采用改进型的用555定时器做成的占空比可调的多谐振荡电路,其输出脉冲的占空比为R1/(R1+R2),由题意得R1=R2。振荡周期也就是(R1+R2)Cln2。因为设计的函数信号发生器需要输出在1Hz-100kHz范围内频率可调的波,所以加了一个滑动变阻器来调节波的频率,f=1/T,T=(R1+R2+R滑动变阻器)Cln2。若想输出频率为100kHz的信号,滑动变阻器阻值应滑到最小,即为0,得R1=R2=36Ω;若想输出频率为1Hz的信号,滑动变阻器阻值