《波形发生器设计报告》.doc

1
山东理工大学
电气与电子工程学院课程设计报告
课程名称： 电子技术课程设计
院 系： 电气与信息工程学院 =
专业班级： 电气0903班
学生姓名： 张昕
指导教师：
完成时间：
报告成绩：
评阅意见：
评阅教师 日期
2
目 录
一、设计要求………………………………………………… 2
二、设计的目的与作用……………………………………… 2
三、设计的具体体现 …………………………………………3
………………………………………………… 3
(1) 函数波形发生器总方案设计和原理框图………………… 3
(2)方波发生电路的工作原理………………………………… 4
(3)方波---三角波转换电路的工作原理……………………… 5
(4)三角波---正弦波转换电路的工作原理…………………… 6
、仿真与分析…………………………… 8
(1)元件参数的选择计算……………………………………… 8
(2)仿真与分析…………………………………………………11
(3)波形发生器整体电路……………………………………… 15
四、心得体会……………………………………………………16
五、附录………………………………………………………… 18
3
六、参考文献……………………………………………………19
波形发生器的设计报告
一、设计要求
设计一台波形信号发生器，具体要求如下：
：方波、三角波、正弦波。
：1Hz－10Hz，10Hz－100Hz，100Hz－1KHz，1KHz －10KHz等4个波段。
：通过改变RC时间常数手控信号频率。
：方波峰—峰值Upp﹤24V；三角波峰-峰值Upp=8V，正弦波峰-峰。
。
二、设计的作用与目的
——三角波——正弦波函数发生器的原理及设计方法。
。
5
。
三、设计的具体体现

(1)函数波形发生器总方案设计和原理框图
函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。
产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，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等等。本课题采用先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法，
由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。
5
：


(2)方波发生电路的工作原理
从一般原理来分析，可以在滞回比较器电路的基础上，靠正反馈和RC充放电回路组成矩形波发生电路。由于滞回比较器的输出只有两种可能的状态：高电平或低电平。两种不同的输出电平使RC电路进行充电或放电，于是电容上的电压将升高或降低，而电容的电压又作为滞回比较器的输入电压，控制其输出端状态发生跳变，从而使RC电路由充电过程变成放电过程或相反。如此循环往复，周而复始，最后在滞回比较器的输出端即可得到一个高低电平变化周期性交替的方波信号。
。图中，运放U