模拟电子技术课程设计报告--黄雨龙模拟电子技术课程设计报告--黄雨龙.doc

PAGE 12 模拟电子技术课程设计报告 课 程 名 称 模拟电子技术基础 设 计 题 目 函数信号发生器设计 所学专业名称 自动化 班 级 电类105班 学 号 2010210394 学 生 姓 名 黄雨 指 导 教 师 赵俊梅 2011年12 月20 日 模拟电子技术课程设计 任 务 书 设计（论文）名称： 函数信号发生器的设计 系(部)、专业：自动化 学生姓名： 黄雨 指导教师： 赵俊梅 下达时间：2011.12.20 一、课程设计应达到的目的： 1．掌握电子系统的一般设计方法 2．掌握模拟IC器件的应用 3．培养综合应用所学知识来指导实践的能力 4．掌握常用元器件的识别和测试 5．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法 二、课程设计任务和基本要求 设计任务： 设计方波、三角波、正弦波函数信号发生器 基本要求： 1．方波：要求分别设计出频率可调和占空比可调电路 2．三角波：正常起振，并且幅度和频率一定范围内可调 3．正弦波：正常起振，并且幅度和频率一定范围内可调 函数信号发生器的设计 1 方波（占空比可调）函数信号发生器 1.1方波（占空比可调）函数信号发生器波应用意义 方波信号是一种应用极为广泛的信号，它在科学研究、工程教育及生产实践中的使用非常普遍。它通常作为为标准信号，应用于电子电路的性能试验或参数测量。另外，在许多测试仪中也需要用标准的方波信号检测一些物理量。所以研究多谐振荡方波发生器具有非常重要的现实意义。 1.2方波（占空比可调）函数信号发生器要求及技术 调节Rw电阻器可以看出其占空比的大概范围在20%—80%间，可知也是达到了要的占空比范围。 1.3 方波发生电路的工作原理 此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+UT。Uo通过R3对电容C正向充电，如图中实线箭头所示。反相输入端电???n随时间t的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-Ut。随后，Uo又通过R3对电容C反向充电，如图中虚线箭头所示。Un随时间逐渐增长而减低，当t趋于无穷大时，Un趋于-Uz；但是，一旦Un=-Ut,再减小，Uo就从-Uz跃变为+Uz，Up从-Ut跃变为+Ut，电容又开始正相充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。 通过对方波发生电路的分析，可以想象，与改变输出电压的占空比，就必须使电容正向和反向充电的时间常数不同，即两个充电的参数不同。利用二极管的单向导电性可以引导电流流经不同的通路。 当u。=±Uz时，U。通过Rw1、D1和R3对电容C正向充电，若忽略二极管导通时的等效电阻时间常数为（Rw1/Rw2+R3)C由此表明改变电位器的滑动端可用改变占空比，但周期不变。占空比为（Rw1+R3）/(Rw2+2R3) 1.4原理框图 见下图（1） 2 . 方波（频率可调）函数信号发生器 图（1） 2.1方波（频率可调）函数信号发生器主要参数 电路中电容正向充电与反向充电的时间常数均为RC，而且充电的总幅值也相等，因而在一个周期内U0=+Uz的时间与U0=Uz的时间相等，U0为对称方波，电容上电压U0是占空比为1/2的矩形波。根据电容上电压波形可知，在二分之一周期内，电容充电的起始值为-Ut，终了值失+Ut时间常数是R3C有三要素罚求出振荡频率周期T=2R3Cln（1+2R1/R2) . 震荡频率为f=1/T根据上式调节R1、R2、R3和电容的C的数值可以改变电路的震荡频率。即调节滑动变阻器可以调节振荡频率了。 2. 2方波（频率可调）函数信号发生器 设计思想 此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+UT。Uo通过R3对电容C正向充电，如图中实线箭头所示。反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，