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电子信息工程学院
课程设计
（模拟电子技术基础）
题 目 学生姓名 学 号 专业名称 指导教师
最新精品资料整理推荐，更新于二〇二一年一月四日2024年1月4日星期一07:48:09
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2008年12月
目录
1、 摘要…………………………………………………………………………………………3
2、 前言…………………………………………………………………………………………3
3、 任务设计书………………………………………………………………………………3
4、 设计方案比较………………………………………………………………………… 4
5、 电路原理………………………………………………………………………………… 5
6、 调试…………………………………………………………………………………………5
7、 结论…………………………………………………………………………………………6
8、 参考文献………………………………………………………………………………… 6
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函数信号发生器的设计
1、摘要：需要产生各种波形，矩形波，正弦波，三角波，要求频率范围10HZ
—100HZ，100HZ—1KHZ，1KHZ—10KHZ都能达到。产生的方法主要利用运算放大器或专用的模拟集成电路，配以少量的外接元件可以构成各种类型的信号发生器。
关键词：运算放大器；振荡；波形；调试
2、前言：
在一些模拟电子电路中，常常需要各种波形的信号，如正弦波、三角波、方波等，作为测试信号或控制信号，为了使所采集的信号能够用于测量、控制、驱动负载等，常常需要将信号进行变换设计一个能发生三种常见波形的电路，是以模拟电子技术为基础的一门综合课程设计。
设计的函数信号发生器主要运用了波形的产生的条件和信号的转换的相关知识，比较典型的波形产生电路如RC文氏电桥振荡器等，以及典型的波形转换电路如迟滞比较器（正弦波—方波）、积分器（方波—三角波）以及比较器（方波）、积分器（三角波）、差分放大（正弦波）构成的组合电路，这次设计只是初步了解波形的产生过程和波形之间的转换，并没有做深入的研究。
下面主要针对这两种电路进行分析，选择搭建电路。
3、设计任务书：
设计任务与要求：
1）正弦波—三角波—方波发生器 2）安排调试测量试验结果
3）写出完整的设计及实验调试总结报告 技术指标：
1）频率范围 10HZ—100HZ，100HZ—1KHZ，1KHZ—10KHZ 2）频率控制方式：通过改变RC时间常数手控信号频率 3）输出电压 正弦波 峰峰值3V ，连续可调 三角波 峰峰值5V ，连续可调 方 波 峰峰值14V，连续可调 4）波形特征 正弦波谐波失真小于3% 三角波非线性失真小于1% 方波上升时间小于2us 5）扩展部分 功率输出
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矩形波波形占空比50%—95%连续可调 锯齿波斜率连续可调
4、 设计方案比较： 方案一： 产生正弦波 D4R13R115.1kC20.033u3+R1512-10K2U3OS11R1365100MEGV7D5R72100k-产生方波 4V4U116R3产生三角波 V4232-C110uU2OS1165V-OS103+OUTV+4V4OS221R14525100KV3+R5D1D2100kV+7V-V-R1214OUTOS2V77OUT3V+OS2100KV7V7V4V1-12Vdc10KV20C30.033uR105.1KR916K12Vdc70R6000
RC桥式正弦波振荡器 迟滞比较器 积分器 方案二：
产生方波 产生三角波 差分放大器 s1u4ss2410uv +12+12vOS11655.1k2100K3-12v10k+U2--V-210k310k+12vV-1u1470u620k20k0.1u470u100470u6.8k47K1006.8kOUT+U17V+OS1uOS2OUTV+OS2520k747K-12v调频 调幅 2k-12v2k8k产生正弦波 比较器 积分器
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5、电路原理：
下面对以上两方案进行分析，并得出所要选择的方案： 方案一：
本方案的电路图由RC文氏电桥振荡器、迟滞比较器、积分器三部分组成。 在之前的实验课上，我们做过“波形产生电路”中“RC文氏电桥振荡器”这个实验， 而在本实验之后有一个“方波——三角波产生器”实验，所以很自然想到将两个电路合二为一，于是便得到如上图一的电路。本方案的思想为：首先由RC文氏电桥振荡器产生正弦波，然后通过迟滞器变换成方波，最后再经由积分器变换获得三角波输出；其中由三个100K的滑动变阻器构成本电路的可调部分，分别为上图中的R12（调节正弦波的幅值），R14及R15（调节方波及三角波的幅值与频率），经由PsPice模拟，对课本上几处阻值进行了改动，主要是R13，通过模拟发现此处阻值过小则会导致后面的方波与三角波的波形不稳定，发现将其阻值取到92K左右时，输出波形非常稳定，所以在电路的实际搭接中，将R13取为100K。 本方案优点：
组成简便；所需元器件数量少；便于调试；本方案主要由运算放大器组成，所以输出波形非常稳定。 本方案缺点：
这个方案最大的败笔在于正弦波的频率不可调，正如张老师说的，在选频网络处若有一个可调电阻，这个电路就基本上没什么瑕疵，只需要合理调节电阻的阻值便可。
方案二：
本方案的电路图由迟滞比较器、积分器、差分放大器三部分组成。
在本次的课程设计中，最初我选用的便是方案二，怎么说呢，方案二从理论上来讲要比方案一要好：调节相应的电位器以调整方波——三角波的输出频率时，对输出波形的幅度影响不大，并且输出频率范围较宽，可以通过改变电容实现频率范围，同时亦可以实现幅度微调，且不会影响方波——三角波的频率，然后再利用差分对管的饱和与截止特性进行变换。但是在实际操作过程中，我们会发现由于采用了过多的三极管（用于差分放大及构成恒流源）、电容（主要有两方面的作用，隔直电容及滤波电容），并且由于没有加稳压管，不稳定因素较多，结果导致输出波形不太理想。 本方案优点：
相较于方案一，本方案在各个指标的可调节性上要相对好一些。 本方案缺点：
不易调节，方波幅值调节范围不大。
经过以上分析及实际操作，最终采用的是方案一。
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武汉理工大学 模拟电子技术课程设计
