模电课程设计_函数信号发生器
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电子技术课程设计实验报告--函数信号发生器函数信号发生器一般用于产生基本的常用信号,如正弦波、三角波、方波等,用于生物、医学、通信、音频和模拟电路调试和测量等。
本文介绍了函数信号发生器的结构和特性,以及利用函数信号发生器实验的操作步骤,对这一实验作了详细介绍。
一、结构和特点函数信号发生器是一款多用途的信号发生器,它是由数字电子芯片和模拟元件组成的,具有输出波形数量多、偏差小、功耗低等特点,它的性能特性好,能产生不同波形信号,灵活多变,具有稳定可靠的输出。
二、实验步骤1、打开万用表,将探头连接输出接口,将万用表切换到 AC 档,设置 200mV 档,同时将频率表中频率调节到 10kHz;2、连接信号发生器,打开电源开关,调节波形类型选择按钮使之处于正弦波,将频率表中频率调节到 10kHz;3、调节占空比调节按钮,可将其调节到饱和状态,观察波形并绘图;4、将频率表中频率再次调节到 10kHz,占空比按钮设置为50%,在衰减平调中调节输出信号,观察波形并绘图;5、按此类推,可实现其他波形的输出,可视性观察波形变化,以此可以了解整体系统性质。
三、实验结果实验中,我用函数信号发生器分别调节了正弦波和相应占空比的三角波和方波,用万用表观察波形的变化,为验证系统的性能,我用万用表测量各调试波形的参数,如电压大小、频率和占空比,结果如下:1、测试的正弦波的频率为:10kHz;占空比为:50%;电压大小为:150mV;在本次实验中,我们通过调节函数信号发生器,成功地验证函数信号发生器能够输出基本的常用信号,如正弦波、三角波、方波等,并通过万用表对其调节参数进行测试,得出的结果与理论设计的基本一致,可以表明函数信号发生器的稳定性、可靠性良好,这证实了函数信号发生器的功能设计正确性及其使用的可行性。
模拟电路课程设计——函数信号发生器一、设计任务和要求1 在给定的±12V直流电源电压条件下,使用运算放大器设计并制作一个函数信号发生器。
2 信号频率:1kHz~10kHz3 输出电压:方波:Vp-p≤24V三角波:Vp-p≤6V正弦波: Vp-p>1V4 方波:上升和下降时间:≤10ms5 三角波失真度:≤2%6 正弦波失真度:≤5%二、设计方案论证1.信号产生电路〖方案一〗由文氏电桥产生正弦振荡,然后通过比较器得到方波,方波积分可得三角波。
三角波这一方案为一开环电路,结构简单,产生的正弦波和方波的波形失真较小。
但是对于三角波的产生则有一定的麻烦,因为题目要求有10倍的频率覆盖系数,然而对于积分器的输入输出关系为:显然对于10倍的频率变化会有积分时间dt的10倍变化从而导致输出电压振幅的10倍变化。
而这是电路所不希望的。
幅度稳定性难以达到要求。
而且通过仿真实验会发现积分器极易产生失调。
〖方案二〗由积分器和比较器同时产生三角波和方波。
其中比较器起电子开关的作用,将恒定的正、负极性的方波三角波电位交替地反馈积分器去积分而得到三角波。
该电路的优点是十分明显的:1 线性良好、稳定性好;2 频率易调,在几个数量级的频带范围内,可以方便地连续地改变频率,而且频率改变时,幅度恒定不变;3 不存在如文氏电桥那样的过渡过程,接通电源后会立即产生稳定的波形;4 三角波和方波在半周期内是时间的线性函数,易于变换其他波形。
综合上述分析,我们采用了第二种方案来产生信号。
下面将分析讨论对生成的三角波和方波变换为正弦波的方法。
2.信号变换电路三角波变为正弦波的方法有多种,但总的看来可以分为两类:一种是通过滤波器进行“频域”处理,另一种则是通过非线性元件或电路作折线近似变换“时域”处理。
具体有以下几种方案:〖方案一〗采用米勒积分法。
设三角波的峰值为,三角波的傅立叶级数展开:通过线性积分后:显见滤波式的优点是不太受输入三角波电平变动的影响,其缺点是输出正弦波幅度会随频率一起变化(随频率的升高而衰减),这对于我们要求的10倍的频率覆盖系数是不合适的。
1设计内容与目标1.1设计内容本次实验的内容是制作一个函数信号发生器,通过调节能够产生正弦波,三角波,方波。
1.2设计目标与要求(1)正弦波Upp ≈3V ,幅度连续可调,线性失真小。
(2)三角波Upp ≈5V ,幅度连续可调,线性失真小。
(3)方波Upp ≈14V ,幅度连续可调,线性失真小。
(4)频率范围:三段:10~100Hz ,100 Hz~1KHz ,1 KHz~10 KHz ; (5)安装调试并完成符合学校要求的设计说明书2 设计方案及原理2.1方案选择方案一:先产生正弦波,再由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。
方案二:先产生方波,再由积分电路将方波变成三角波,再利用差分放大器传输特性的非线性将三角波变换成正弦波。
本次设计采用方案一,即由集成运算放大器组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法。
2.2 总方案原理框图2.3 各组成部分的工作原理图 1 总体框图2.3.1正弦波发生电路的工作原理图2 RC 正弦波振荡电路原理如下:如图2所示,正弦波产生电路由放大电路、正反馈网络和选频率网络组成。
RC 串联臂阻抗为Z 1,RC 并联臂阻抗为Z 2,通常要满足R 1=R 2,C 1=C 2,其频率特性分析如下:)/1(111jwC R Z +=,)1/()/1(22222C jwR R jwC R Z +== 反馈网络的反馈系数2222)(31)(sRC sRC sRCZ Z Z s Fv ++=+=因s=jw ,令w 0=1/RC ,则反馈系数为)(310w w w w j Fv -+=幅频特性表达式为2002)(31ww w w Fv -+=当w=w 0=1/RC 时,幅频响应有最大值F vmax =1/3。
此时相频响应为o 0=f ϕ。
这样RC 串并联选频网络送到运算放大器同相输入端的信号电压与输出电压同相,即πϕϕn f A 2=+,RC 反馈为正反馈,满足相位平衡,可能产生振荡。
目录1设计的目的及任务1.1 课程设计的目的及任务1.2课程设计的技术指标2总体电路设计方案2.1三角波发生电路的工作原理2.2方波发生电路的工作原理2.3三角波---方波转换电路的工作原理2.4电路的参数选择及计算3 电路仿真3.1三角波发生电路的仿真3.2方波发生电路的仿真4 电路的安装与调试4.1方波发生电路的安装与调试4.2三角波发生电路的安装与调试4.3电路板调试与检验4.4电路的实验结果5实验总结6参考文献7附图设计题目函数信号发生器在本学期第十七周我们进行了维持一星期的课程设计实习,由于考试原因,我们把实习压缩到四天完成,但是任务并没有减少,所以这几天我们都在加班加点的进行工作。
我们这次实习是两个人一组,老师发了三个课题,让我们三选一进行训练。
我们选择的是第三个:函数信号发生器。
一、课程设计的目的及任务1、课程设计的目的:●培养综合应用所学知识来指导实践的能力●掌握常用元器件的识别和测试●熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方法2、课程设计的任务设计一个函数信号发生器,能输出方波和三角波两种波形。
3、主要技术指标:1)、输出为方波和三角波两种波形,用开关切换输出;2)、输出电压均为双极性;3)、输出阻抗均为50Ω;4)、输出为方波时输出电压峰值为0~5V可调,输出信号频率为200Hz ~ 2KHz可调。
5)、输出为三角波时输出电压峰值为0~5V可调,输出信号频率为200Hz ~ 2KHz可调。
原件选择二、总体电路设计方案1、三角波发生器原理图2、方波发生器原理图在方波和三角波信号发生器电路的基础上增加了一级放大器,目的是为了实现输出电压可调和输出阻抗为50Ω。
3、三角波---方波转换电路的工作原理三角波方波转换电路原理图4、电路的参数选择及计算1)运算放大器的选择:根据指标要求,主要考虑双电源。
通用、无需调零型的运放,选择741。
2)电源电压的选择:选择正常的电源电压15V左右。
3)稳压二极管的选择:考虑输出电压和电源电压的要求,可选择稳压值为10V的稳压管,例如IN4740等。
课程设计报告题目正弦信号发生器课程名称模拟电子技术课程设计院部名称机电工程学院专业电气工程及其自动化班级10电气(2)班学生姓名卢妮妮学号1004202018课程设计地点 C206课程设计学时 1周指导教师朱一纶金陵科技学院教务处制摘要当代电子技术的迅速发展,为人们的文化、物质生活提供了优越的条件,数码摄像机、家庭影院、空调、电子计算机等,都是典型的电子技术应用实例,可谓是琳琅满目、异彩纷呈。
至于电子技术在科技领域的应用,更是起着龙头的作用,例如通信工程、测控技术、空间科学等比比皆是。
而信号发生器在电子技术中发挥着重要的作用。
所谓信号发生器就是不需要外部电路输入信号,自身能够产生某种信号的电路。
许多电子电器中用到了各种形式的信号发生器(振荡器),其中大多数是正弦波振荡器,例如收音机中的本机振荡、录音机中的超音频振荡器、彩色电视机中的副载波压控振荡器,以及各种仪表中的振荡电路应用等。
本设计主要是以RC振荡器为主的正弦信号发生器。
并输出不同频率的正弦信号。
关键词:振荡器、正弦波、矩形波、三角波、频率目录第一章设计任务1.1 设计任务 (5)1.2 设计内容 (5)第二章RC桥式信号发生器2.1 RC桥式信号发生器的基本简介 (6)2.2 RC桥式信号发生器的基本组成 (6)2.3 RC桥式振荡电路的起振条件 (6)2.4 正弦波振荡电路的检验 (7)第三章电路的设计及元件的选择3.1 电路结构的确定 (8)3.2 电路元件的选择 (8)3.3元件参数表 (9)第四章电路的设计4.1 Multisim仿真电路图 (10)第五章Multisim仿真分析5.1 自激电路的起振 (11)5.2 电路的调试与输出波形 (11)5.3 数据的测量与记录 (12)5.4 比较分析 (12)第六章矩形波和三角波产生电路6.1 正弦波-矩形波转换电路 (13)6.2 矩形波-三角波转换电路 (14)6.3 正弦波-矩形波-三角波信号发生器 (15)第七章设计小结 (17)第八章参考文献 (18)第一章设计任务1.1 设计任务设计一个正弦信号发生器。
山东农业大学信息学院课程设计课程名称:模拟电子技术基础课程设计题目名称:函数信号发生器姓名:学号:20104616班级:3班专业:电子信息科学与技术设计时间:2011-2012-1学期15、16周教师评分:2011 年12 月10 日目录1设计的目的及任务 (1)1.1 课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的任务与要求 (1)2 电路设计总方案及各部分电路工作原理 (1)2.1 电路设计总体方案 (1)2.2 正弦波发生电路的工作原理 (1)2.3 正弦波---方波工作原理 (2)2.4 方波---三角波工作原理 (2)2.5 方波---尖顶波工作原理 (3)2.6 三角波---正弦波工作原理 (3)3 电路仿真及结果 (4)3.1 仿真电路图及参数选择 (4)3.2 仿真结果及分析 (4)4收获与体会 (7)5 仪器仪表明细清单 (7)参考文献 (8)(一)设计的目的及任务1、课程设计的目的:产生各种要求的函数信号,并加深对其运算处理的理解。
2、课程设计的任务和要求:设计一函数信号发生器,能输出正弦波(两个)、方波和三角波、尖顶脉冲波共五种波形,且频率可调,振幅固定。
实现步骤:正弦波→方波→三角波→正弦波↘尖顶波(二)电路设计总方案及各部分电路工作原理1、电路设计原理框图:初步设计思想:正弦波的产生可以用RC桥式振荡电路来产生;用过零比较器来实现对正弦波变成方波的转换;再用对方波的积分运算电路来实现对方波变成三角波的转换,同时,用对方波的微分运算电路来实现方波变成尖顶波的转换;最后再用低通滤波器来实现对三角波变成正弦波的转换。
系统组成框图,如图(1)所示图(1)2、正弦波发生电路的工作原理正弦波发生电路的电路图,如图(2)所示图(2)原理:图(2)是一个RC串并联的桥式振荡电路。
正弦波振荡的平衡条件为AF=1,因为当f=f0时,F=1/3,所以,A=3,因此只要为RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数等于3的放大电路就可以构成正弦波振荡电路。
模电课设_函数信号发生器
模电课设_函数信号发生器,也称为波形发生器,是一种用于产生指定波形信号的仪器。
它可以产生常用的正弦波、方波、三角波、锯齿波等周期性波形,它还可以产生高斯信号、半正弦波、脉冲组合波等非周期性波形,具有较好的信号准确度和幅度精度。
一般来说,函数信号发生器都由电路盒、外壳和控制面板组成。
电路盒里装有一个外接电压调节电路、频率调节电路、波形选择电路以及多种功能电路,控制面板上有多个旋钮,可以根据需要来调节所需的信号参数,如频率、幅度、相位等。
函数信号发生器在实验室、工厂和实际应用中被广泛使用,用于对系统的响应特性测试,以及各种电子设备的调试和检测。
函数信号发生器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解函数信号发生器的基本原理,掌握其工作流程及各部分功能。
2. 学生能描述函数信号发生器产生的常见信号类型,如正弦波、方波、三角波等。
3. 学生能运用数学知识分析函数信号发生器产生的信号特点及其应用场景。
技能目标:1. 学生能正确操作函数信号发生器,进行信号生成、频率调节、幅度调节等基本操作。
2. 学生能运用函数信号发生器进行简单的信号实验,如叠加、调制等。
3. 学生能通过实验观察和分析信号波形,提高实验操作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术及信号处理领域的兴趣,激发学习热情。
2. 学生通过合作实验,培养团队协作能力和沟通能力。
3. 学生在学习过程中,树立正确的科学态度,认识到科学技术对社会发展的作用。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
学生特点:高二年级学生,已具备一定的电子技术基础知识和实验操作技能。
教学要求:结合学生特点,采用启发式教学,引导学生主动探究,提高学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中,注重培养学生的安全意识和实验素养。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际电子电路设计和实验中。
二、教学内容1. 函数信号发生器原理介绍:包括振荡器、放大器、波形发生器等组成部分及其工作原理。
- 教材章节:第二章第三节“函数信号发生器的组成与原理”2. 常见信号类型及其特点:正弦波、方波、三角波、脉冲波等信号的数学描述和实际应用。
- 教材章节:第二章第四节“函数信号发生器的波形及其应用”3. 函数信号发生器操作与使用:基本操作方法、功能键的使用、频率和幅度的调节。
- 教材章节:第三章第一节“函数信号发生器的操作与使用”4. 实验教学:利用函数信号发生器进行信号叠加、调制等实验操作。
- 教材章节:第三章第二节“函数信号发生器实验”5. 信号分析与应用:分析实验中产生的信号波形,探讨其在电子技术领域的应用。
模拟电路课程设计报告目录一、课程设计的任务、要求及步骤二、设计方案的选择三、电路设计主要的技术指标四、函数信号发生器电路原理分析五、函数信号发生器元件参数的选择六、函数信号发生器的安装和调试七、课程设计的过程中遇到的问题及解决方法八、课程设计的仿真九、试验评价与问题分析十、课程设计的心得和体会十一、附录姓名学号班级学院电子信息学院题目函数信号发生器设计任务设计一函数信号发生器,能输出方波和三角波两种波形1.输出为方波和三角波两种波形,用开关切换输出;2.输出电压均为双极性;3.输出阻抗均为50Ω;4.输出为方波时输出电压峰值为0~5V可调,输出信号频率为200Hz ~ 2KHz可调。
5.输出为三角波时输出电压峰值为0~5V可调,输出信号频率为200Hz ~ 2KHz可调。
时间进度18周星期一布置设计方案,预设计。
18周星期二领设备、安装18周星期三至周四安装、调试教师检查18周星期五、六、日写设计报告原始参资考料文和献主要电子技术基础(模拟部分)模拟电子技术课程设计指导书电子技术基础实验指导书一、课程设计的任务、要求及步骤1.设计任务a.输出为方波和三角波两种波形,用开关切换输出;b.输出电压均为双极性;c.输出阻抗均为50Ω;d.输出为方波时输出电压峰值为0~5V可调,输出信号频率为200Hz ~ 2KHz可调。
e.输出为三角波时输出电压峰值为0~5V可调,输出信号频率为200Hz ~ 2KHz可调。
2.设计要求a.电路原理图绘制正确(或仿真电路图);b.掌握EWB仿真软件的使用和电路测试方法;c.电路仿真达到技术指标。
d.完成实际电路,掌握电路的指标测试方法;e.实际电路达到技术指标。
f.原理图(草图)要清楚,标注元件参数g.正式原理图、接线图: A4打印EWB画图。
h.要求用统一格式封面;i.使用中原工学院课程设计报告专用纸。
j.图要顶天立地,均匀分布,合理布局3、设计步骤a.原理了解,清楚设计内容。
课程名称:模拟电子技术课程设计题目:函数信号发生器设计一、设计任务与要求1.设计并制作能产生正弦波、矩形波(方波)和三角波(锯齿波)的函数发生器,本信号发生器可以考虑用专用集成芯片(如5G8038等)为核心实现。
2.信号频率范围: 1Hz∽100kHz;3.频率控制方式:①手控通过改变RC参数实现;②键控通过改变控制电压实现;③为能方便地实现频率调节,建议将频率分档;4.输出波形要求①方波上升沿和下降沿时间不得超过200nS,占空比在48%∽50%之间;②非线性误差≤2%;③正弦波谐波失真度≤2%;5.输出信号幅度范围:0∽20V;6.信号源输出阻抗:≤1Ω;7.应具有输出过载保护功能;8.具有数字显示输出信号频率和电压幅值功能。
二、方案设计与论证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。
此次所要设计的函数信号发生器,主要是产生正弦波,方波,三角波。
产生正弦波的主要是RC桥式正弦波振荡电路,然后再由滞回比较器将正弦波转换为方波,再由积分放大电路将方波转换为三角波,最后由低通滤波电路将三角波转换为正弦波。
三、单元电路设计与参数计算正弦波:产生正弦波振荡的条件为:1. 引入正反馈网络,放大电路,选频网络和稳幅环节四个组成部分。
2. 满足起振条件:|AF |>1.3. 放大电路是否能正常工作:静态工作点是否合适,动态信号能不能放大4. 判断电路是否引入正反馈:利用瞬时极性法正弦波震荡的平衡条件为:1··=F A5. 当f=f0时,F=1/3,则A=AU=3,又因为起振条件:|AF |>1,所以311≥+==∙∙∙R R U U A f po u12R R f ≥调节振荡器频率的方法为:RCfπ210=RC 正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波:原因:要提高其振荡频率,必须减小 R 和 C 的值,放大器的输出电阻和晶体管的极间电容将影响其选频特性,输出频率不稳定。
函数信号发生器摘要本系统能够产生正弦波、方波、三角波。
同时还可以作为频率计测频率。
函数信号的产生由MAX038和外围电路完成,能产生1Hz—20MHz的波形。
波形选择由单片机完成。
输出或输入频率经74HC390分频后,由单片机完成自动频率检测显示。
关键词:波形产生器、频率计、MAX038、74HC390、A T89S51。
前言gtzk在现代电子学的各个领域,常常需要高精度且频率可方便调节的信号发生器。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
函数信号发生器的实现方法通常有以下几种:(1)用分立元件组成的函数发生器:通常是单函数发生器且频率不高,其工作不很稳定,不易调试。
gtzk(2)可以由晶体管、运放IC等通用器件制作,更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。
早期的函数信号发生器IC,如L8038、BA205、XR2207/2209等,它们的功能较少,精度不高,频率上限只有300kHz,无法产生更高频率的信号,调节方式也不够灵活,频率和占空比不能独立调节,二者互相影响。
gtzk(3)利用单片集成芯片的函数发生器:能产生多种波形,达到较高的频率,且易于调试。
鉴于此,美国马克西姆公司开发了新一代函数信号发生器ICMAX038,它克服了(2)中芯片的缺点,可以达到更高的技术指标,是上述芯片望尘莫及的。
MAX038频率高、精度好,因此它被称为高频精密函数信号发生器IC。
在锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路的设计上,MAX038都是优选的器件。
gtzk(4)利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器:能产生任意波形并达到很高的频率。
但成本较高。
gtzk综合分析以上四种实现方法的性价比,我们决定采用单片集成芯片AX038来设计函数发生器。
频率越高、产生波形种类越多的发生器性能越好,但器件成本和技术要求也大大提高,因此在满足工作要求的前提下,性价比高的发生器是我们的首选。
函数信号发生器课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解函数信号发生器的原理与功能,掌握其基本组成部分及其作用。
2. 掌握使用函数信号发生器产生常见波形(如正弦波、方波、三角波等)的方法。
3. 学会读取和解释函数信号发生器显示的波形参数,如频率、幅度、相位等。
技能目标:1. 能够独立操作函数信号发生器,进行基本波形的设置与调整。
2. 能够运用函数信号发生器设计简单的信号处理电路,并进行调试。
3. 培养学生动手实践能力,学会使用函数信号发生器解决实际问题的方法。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发他们探索科学原理的精神。
2. 增强学生的团队合作意识,培养他们在实践过程中互帮互助、共同进步的精神。
3. 培养学生严谨、务实的学习态度,使他们认识到实践操作中规范操作的重要性。
课程性质:本课程为电子技术学科的课程设计,以实践操作为主,理论讲解为辅。
学生特点:学生处于高中年级,具有一定的电子技术基础,对实践操作充满兴趣。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调动手实践能力的培养。
通过课程设计,使学生将所学知识应用于实际电路设计中,提高他们的综合运用能力。
同时,关注学生的情感态度价值观的培养,使他们形成积极向上的学习态度。
课程目标的分解与实施将贯穿于整个教学设计和评估过程,以确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 函数信号发生器原理及功能:介绍函数信号发生器的基本原理、组成部分、工作方式及其在电子技术中的应用。
- 教材章节:第五章第三节“函数信号发生器”- 内容列举:原理讲解、组成部分、波形种类、应用领域2. 函数信号发生器操作与使用:学习如何操作函数信号发生器,掌握各种波形参数的设置与调整方法。
- 教材章节:第五章第四节“函数信号发生器的使用”- 内容列举:面板介绍、操作步骤、参数设置、波形观察3. 函数信号发生器应用案例:通过实际案例,让学生学会使用函数信号发生器解决实际问题,培养动手实践能力。
《电路与模拟电子技术》课程设计任务书低频函数信号发生器的设计任务和要求:1 设计并制作能产生正弦波、矩形波(占空比可调)和锯齿波等多种信号的函数信号发生器。
2 要紧技术指标和要求(1)输出的各类信号波形工作频率范围10Hz~10kHz,持续可调;(2)输出的各类信号波形幅值0~10V,持续可调。
高精度60Hz信号频率,经电容C3耦合到运放器741的②脚进行信号放大,然后从741的⑥脚输出。
调剂电位器RP时,XS1插口输出0~1V,XS2插口输出0~0.1V的低频信号。
其实,C二、C5为电源滤波电容。
c3、C6为741的输入、输出耦合电容。
R五、R4为高频补偿电路。
R二、R4组成份压衰减电路。
R6为反馈电阻用以提高电路的稳固度。
CD4060各脚的输出频率:③脚为2Hz,②脚为4Hz,⑥脚为240Hz,④脚为480Hz,⑤脚为960Hz,⑦脚为1920Hz。
1 画原理图本设计中要求用Protel软件完成原理图和PCB板。
我用的是Protel2004版本。
电路原理图的设计是印制电路板设计中的第一步,也是超级重要的一步。
电路原理图设计得好坏将直接阻碍到后面的工作。
第一,原理图的正确性是最大体的要求,因为在一个错误的基础上所进行的工作是没成心义的;第二,原理图应该布局合理,如此不仅能够尽可能幸免犯错,也便于读图、便于查找和纠正错误;最后,在知足正确性和布局合理的前提下应力求原理图的美观。
电路原理图的设计进程可分为以下几个步骤:一、设置电路图纸参数及相关信息依照电路图的复杂程度设置图纸的格式、尺寸、方向等参数和与设计有关的信息,为以后的设计工作成立一个适合的工作平面。
二、装入所需要的元件库将所需的元件库装入设计系统中,以便从中查找和选定所需的元器件。
3、设置元件将选定的元件放置到已成立好的工作平面上,并对元件在工作平面上的位置进行调整,对元件的序号、封装形式、显示状态等进行概念和设置,以便为下一步的布线工作打好基础。
山东农业大学信息学院
课程设计(论文)
课程名称:模拟电子技术基础课程设计
题目名称:函数信号发生器
姓名:
学号:
班级:
专业:电子信息科学与技术
设计时间:2011-2012-1学期15、16周
教师评分:
2011 年 12 月 6 日
目录
1设计的目的及任务 (1)
1.1 课程设计的目的 (2)
1.2 课程设计的任务与要求 (2)
2 电路设计总方案及各部分电路工作原理 (2)
2.1 电路设计总体方案 (2)
2.2 正弦波发生电路的工作原理 (3)
2.3 正弦波---方波工作原理 (4)
2.4 方波---三角波工作原理 (6)
2.5 三角波---正弦波工作原理 (7)
3 电路仿真及结果 (10)
3.1 仿真电路图及参数选择 (10)
3.2 仿真结果及分析 (10)
4收获与体会 (10)
5 仪器仪表明细清单 (11)
参考文献 (12)
1.设计的目的及其任务
1.1课程设计的目的
1.通过这次课程设计可以更好的掌握集成运算放大器构成正弦
波,方波和三角波等函数信号的设计方法。
2.可以学会安装,调试与仿真等集成电路组成的多级电子电路小
系统。
3.可以更好的掌握课本上所学的知识,培养自己对所学专业的热
爱。
1.2课程设计的任务与要求
1.能输出特定频率的正弦波,方波和三角波。
扩展项:频率可调,脉冲波,锯齿波。
2. 实现步骤:
正弦波→方波→三角波→正弦波
3、工具:multisim
4. 频率范围:固定频率1kHZ,或者设计的为频率可调电路。
5、提交形式:以课程论文(打印)的形式提交。
6. 合理的设计硬件电路,说明工作原理及设计过程,画出相关的电路原理图。
7. 选择常用的电路元件。
8. 画出设计的电路原理图,做出电路的仿真。
2.电路设计总方案及各部分电路工作原理
2.1电路设计原理框图
函数发生器的总体方案:
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。
此次所要设计的函数信号发生器,主要是先产生正弦波,然后将正弦波转换为方波,再由方波转换为三角波,最后由三角波转换为正弦波。
本次的函数信号发生器的总电路图如上图所示。
产生正弦波的主要是RC桥式正弦波振荡电路,然后再由滞回比较器将正弦波转换为方波,再由积分放大电路将方波转换为三角波,最后由低通滤波电路将三角波转换为正弦波。
2.2 : 正弦波发生电路的工作原理:
正弦波发生电路的工作原理图为即RC桥式正弦波振荡电路为:
将电阻R3与C1并联,电阻R4与C2串联所组成的网络称为RC串并联选频网络.
产生正弦波振荡的条件为:
1.引入正反馈网络,放大电路,选频网络和稳幅环节四个组成部分。
2.满足起振条件:|AF|>1.
3.放大电路是否能正常工作:静态工作点是否合适,动态信号能不
能放大
4.判断电路是否引入正反馈:利用瞬时极性法
正弦波震荡的平衡条件为:
1=F
A
5. 当f=f0时,F=1/3,则A=AU=3,又因为起振条件:|AF |>1,所以
3
11
≥+
==
•
•
•
R R U U A f p
o u
1
2R R f ≥
调节振荡器频率的方法为:
RC
f o π21=
RC 正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波: 原因:要提高其振荡频率,必须减小 R 和 C 的值,放大器的输出电阻和晶体管的极间电容将影响其选频特性,输出频率不稳定。
2.3 正弦波---方波工作原理 正弦波产生方波的工作电路图为:
方波的产生电路是用的滞回比较器:
U RE F
u i R
±U z
A - +
u o
R 2
R 1
Z
2
11
P Z O U R R R u U u +±=∴±=
就是阈值电压
P P N u u u ∴= Z
2
11
T1U R R R U +-=
Z
2
11
T2U R R R U +=Z
2
11
T U R R R U +±=±即
UT 也称为上下门限电压,所以其电压传输特性为:
但滞回比较器灵敏度低,但抗干扰能力强。
2.4 方波---三角波工作原理 三角波的产生电路为:
三角波的产生电路为积分电路,所以只要将矩形波电路的输出(方波)作为积分电路的输入,在积分电路的输出端就可以得到三角波电压输出。
又因为根据虚短虚断,可得:
⎰-=dt u RC
u 0101
2.5.三角波---正弦波工作原理
三角波转化为正弦波的工作原理图为:
三角波转化为正弦波是利用的低通滤波电路3 电路仿真及结果
3.1仿真电路图及参数选择
仿真电路图为:
3.2仿真结果及分析:
正弦波为:
正弦波转化方波为:
方波转化三角波为:
三角波转化正弦波为:
4收获与体会
经过一个多星期的努力,终于完成了这次的课程设计,但是心里并没有完成之后的喜悦感,因为这次我设计的比较慢,班里的很多同学都已经完成了,我感觉到了压力,感觉到了平时不努力的后果。
通过这次课程设计,我深刻体会到了如果平时不努力学习,不将平时老师讲的内容深刻牢记的话,那么自己学习起来将会面对很大的困难和压力。
同时自己有很兴奋,因为自己单独完成了一份课程设计,虽然这一次的并不难,但是心里还是有一点成就感,通过这次课程设计,自己学会了很多,增加了自己对模电的认识,以及对一些电路元件的认识,这次设计还使我认识到,电路设计需要耐心,需要一种整体的思维,而且遇到点问题很正常,关键要学会分析问题,善于解决问题,很多东西要弄懂弄透,不断积累经验。
所以说,坐而言不如立而行,对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
能够完成这次的课程设计,我认为离不开模电老师平时的教育以及对本次课程设计的要求的详细介绍。
在实验过程中,我们也遇到了不少的问题。
比如:波形失真,甚至不出波形这样的问题。
经过反复选择、参考教科书和同学的帮助,把问题一一解决了。
实验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题,有些理论知识还处于懵懂状态。
5 仪器仪表明细清单
1.滑动变阻器20K欧姆2个
2.电阻各种型号大小若干
3.电容各种型号大小若干
4.OPAMP_3P_VIRTUAL二个
5.示波器四个
6.5v稳压管2个
7.导线若干等等
参考文献:
[1] 童诗白、华成英《模拟电子技术基础》、2005、高等教育出版社
[2] 董平、《电子技术实验》、2003、电子工业出版社
[3] 梅开香、《电子电路实验》北京理工大学出版社
[4] 路而红《虚拟电子实验室---MULTISIM 7》哈尔滨工程大学出版社。