集成电路EDA课程设计报告
班级：微电1302 姓名：李粒学号：1306090203 一、设计目标
设计完成小型多功能信号发生器电路。可产生正（余）弦波、方波、三角波和锯齿波。
二、技术指标
1)工作电压+（-）12v；
2)正、余弦波频率范围：10hz~100hz；
3)方波和三角波输出频率:不大于30hz；
4)方波幅度为14v；
5)三角波和锯齿波幅度7v.
6)最大输出电流大于80mA（负载电阻47Ω，如有可能，实现稳压输出：
负载在一定范围内变化，信号电压大小不变）；
7)方波占空比可调，输出频率连续可调。
三、设计原理
该电路是由滞回比较器和积分电路和滤波器所组成。从积分器输出反馈比较器的线路断开时，U1A与R1、R2、R3、R6组成电压比较器，运放的反向端接基准电压，即U-=0，同相断接输入电压Uin，R3位平衡电阻。比较器的输出端的高电平等于正电源电压+Ucc,低电平等于负电源电压-UEE，当比较器U+=U-=0时，比较器翻转。输出电压从高电平+Ucc跳到低电平-UEE，从低电平-UEE跳变到高电平+Ucc。则可以求出门限电压。反馈线路闭合，即比较器与积分器首尾相连形成闭环电路，则自动产生方波—三角波（改变R11则形成锯齿波），U1B积分电路电容成c1充放电时间分开，即T1≠T1时三角波产生电路变成锯齿波产生电路，改变R11，则可改变锯齿波的上升和下降的斜率。周期T=2R11CR1/R2+R6,f=1/T.当三角波通过滤波器就产生了正弦波。
四、设计电路和实际指标
⑴方波发生器
方波从一般原理来分析,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式RC电路进行充电和放电，于是电容上的电压降升高或降低，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．通过调节电位器来调节频率范围。通过电压源来控制幅值。
⑵三角波发生器
在产生方波之后，利用此波形输入到一个积分电路便可输出一个三角波。由于三角波信号是电容的充放电过程形成的指数形式，所以线性度较差，为了能得到线性度较好的三角波，可以将运放和几个电阻，电容构成积分电路。它的幅值可通过调节R5来调节，频率可通过调节两个电位器进行调节
⑶正弦波发生器
正弦波电路是由低通滤波构成的，是由三角波经低通滤波电路滤掉高次谐波分量，剩下基波分量，即一个和三角波频率相同的正弦波。
⑷总电路
参数设计：
图中1.各器件作用：图中的R5滑动变阻器的作用是改变频率，而另一个滑动变阻器R11的作用是改变占空比。改变R6，R5，R11可以改变信号的周期。R1的值对电路没什么影响。稳压管D11，D12的型号与输出幅度有关，为了使输出幅度为7V，经过调试确定为D1N4735。电阻R5不能设的太大，不然输出波形会失真。图中二极管D1，D2和R7一起作用可改变方波占空比，也能调整三角波为锯齿波。电容C1跟充放电有关，靠电容的充放电来改变时间频率。
五、仿真结果
8.0V
4.0V
0V
-4.0V
-8.0V
10.00s10.02s10.04s10.06s10.08s10.10s10.12s10.14s10.16s10.18s10.20s
V(D1:1)V(R1:2)V(U2:OUT)
Time
六、问题与思考
问题1、该课设题目要求输出锯齿波，上述方案可通过改变方波占空比的形式使原本输出的三角波变成锯齿波。但如何实现方波、三角波、锯齿波、正弦波同时输出？
答：一种假设：
由上图可见，由方波引出三角波和改变占空比之后引出矩形波，可避免因调节占空比而
使原来输出的三角波也跟着变为锯齿波的情况。不过该方案需要使用到四个集
成运放，较为
复杂。
问题2、由输出波形可看出，为什么正弦波不够对称？
答：其可能由于滤波电路参数调整不到位所致，本方案采用了低通滤波的方法
实现三角波到正弦波的变换。然而事实上可采用的方法有许多种，其中折线近
似发可以产生对称性很好的正弦波。
如左图所示，通过分段调整输出波
形与输入波形的比值，可实现输出波形
斜率的变化。从而很好的输出正弦波。
心得体会：
此次课程设计时间较为紧张，查找的资料质量参差不齐，因此有两个设计指标没有达到，一个是稳幅输出，另一个是输出电流大于80mA。经过思考，我认为该指标可通过在输出端接功率放大电路实现，因为在不影响输出电压的情况下要放大输出电流，只有对功率进行放大。另外，在设计过程中，我也遇到了许许多多的麻烦。首先，书中所给的电路图都是理论知识，并没有标明各元件的具体型号或者参数，当然，这也不现实。因此我们在设计电路时，常常出现电路按书上的连好了，却没有输出想要的结果。因此，我们也理解，正常的设计，应该是在设计指标的基础上加以计算，然后通过查阅参数来选定所需要的管子，这样一个严谨的步骤。而我们由于时间紧迫，直接采取的是对元件参数进行修改，直到输出想要的结果为止。该电路涉及的较为简单，因此该方法实际也是可行的。但是，一旦电路复杂起来，参数多起来，那么随便改动一个参数，就会牵一发而动全身，引起整个电路的改变。所以，设计电路，应该按照步骤一步一步来，每个细节的忽略都可能导致最终结果的失败。
