毕业设计 简易信号发生器课程设计 共(24页).doc

第一部分 课程设计任务书 设计目的 掌握信号发生器的设计方法和测试技术 了解单片函数发生器IC8038的工作原理和应用。 学会安装和调试分立元件与集成电路组成的多级电子电路小系统。 设计技术与要求 设计要求 基本要求 电路能输出正弦波、方波和三角波等三种波形； 输出信号的频率要求可调； 拟定测试方案和设计步骤； 根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图； 在画面板上或万能板上安装电路； 测试输出信号的幅度和频率； 写出设计性性报告。 扩展要求：输出信号的幅度和要求连续可调，幅度范围为0-5V，频率范围100HZ-10KHZ。 技术指标 频率范围：100HZ-1KHZ，1KZ-10KHZ;输出电压：方波Vp-p24V, 三角波Vp-p=6V,正玄波 Vp-p=1V;方波tr 小于1uS. 三、设计提示 方案提示： 设计方案可先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变成方波 ，再由积分电路 将方波变成三角波；也可先产生三角-方波，再将三角波变成正弦波。如下框土所示。 方波 三角波 正弦波 用单片集成芯片IC8038实现，但这种方案要求幅度和频率都可调，可采用数字电 位器加程控放大器实现。 用单片机和A/D转换器实现，编写相应的程序即可实现。 设计用仪器：示波器1台，晶体管豪伏表，万能表1块，低频率信号发生器，实验面包板或万能板，智能电工实验台。 设计用主要器件：双运放UA747（或7412一只）、差分管3DG100四个；IC8038、数字 电位器一个；68C51、D/A0832一块。电阻电容若干。 参考书：彭介华《电子技术课程设计指导》高教出版社；上课教材 设计报告要求 选定设计方案； 拟出设计步骤，画出设计电路，分析计算主要元件参数值； 列出测试数据表格； 进行总结和分析，并写出设计性报告。 设计总结与思考 总结信号发生器的设计和测试方法； 总结设计信号发生器所用的知识点； 三角波的输出幅度是否可以超过方波 ？ IC8038的输出频率与那些参数有关？如何减小失真？ 一、 简易信号发生器基本原理 函数发生器的组成 函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本课题介绍方波、三角波、正弦波函数发生器的方法。 1，正弦波产生电路 正弦波振荡电路的振荡条件； 　　1、 RC桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器） 图11－1为RC桥式正弦波振荡器。其中RC串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，R1、R2、RW及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器RW，可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管D1、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。D1、D2采用硅管（温度稳定性好），且要求特性匹配，才能保证输出波形正、负半周对称。R3的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。 电路的振荡频率 　　 起振的幅值条件 ≥2　 式中Rf＝RW＋R2＋（R3 // rD），rD — 二极管正向导通电阻。 　　调整反馈电阻Rf（调RW），使电路起振，且波形失真最小。如不能起振，则说明负反馈太强，应适当加大Rf。如波形失真严重，则应适当减小Rf。 改变选频网络的参数C或 R，即可调节振荡频率。一般采用改变电容C作频率量程切换，而调节R作量程内的频率细调。 图11－1 RC桥式正弦波振荡器 　2、方波发生器 由集成运放构成的方波发生器和三角波发生器，一般均包括比较器和RC积分器两大部分。图11-2所示为由滞回比较器及简单RC 积分电路组成的方波—三角波发生器。它的特点是线路简单，但三角波的线性度较差。主要用于产生方波，或对三角波要求不高的场合。 电路振荡频率 　　　　　　　　　 　　式中　R1＝R1＋RW R2＝R2＋RW 方波输出幅值　　 　Uom＝±UZ 三角波输出幅值　 调节电位器RW（即改变R2／R1），可以改变振荡频率，但三角波的幅值也随之变化。如要互不影响，则可通过改变Rf（或Cf）来实现振荡频率的调节。 图11－2 方波发生器 　　3、　三角波和方波发生器 如把滞回比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统，如图11－3 所示，则比较器A1输出的方波经积分器A2积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发生器。图11－4为方波、三角波发生器输出波形图。由于采用运放组成的积分电路，因此可实现恒流充电，使三角波线性大大改善。 图11-3