扬州大学-模电课程设计-信号发生器.doc

 扬州大学能源与动力工程学院 本科生课程设计 题 目： 函数发生器的设计 课 程： 模拟电子技术基础 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2017-1-6  第 一 部 分 任 务 及 指 导 书 （含课程设计计划安排） 《模拟电子技术》课程设计任务指导书 课题：函数发生器的设计 一个电子产品的设计、制作过程所涉及的知识面很广；加上电子技术的发展异常迅速，新的电子器件的功能在不断提升，新的设计方法不断发展，新的工艺手段层出不穷，它们对传统的设计、制作方法提出了新的挑战。但对于初次涉足电子产品的设计、制作来说，了解并实践一下电子产品的设计、制作的基本过程是很有必要的。由于所涉及的知识面很广，相应的具体内容请参考本文中提示的《模拟电子技术基础实验与课程设计》、《电子技术实验》等书的有关章节。 一、函数发生器的简介 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。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。 产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过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；也可以首先产生三角波—方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法， 一、函数发生器的工作原理 本课题中函数发生器电路组成框图如下所示： 由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。  二、设计目的 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 三、设计要求及技术指标 1．设计、组装、调试函数发生器 2．输出波形：正弦波、方波、三角波； 3．频率范围 ：在10－10000Hz范围内可调 ； 4．输出电压：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ1V； 四、设计所用仪器及器件 1．直流稳压电源 2．双踪示波器 3．万用表 4．运放741 5．电阻、电容若干 6．三极管 7．面包板  五、日程安排 1．布置任务、查阅资料，方案设计　　（一天） 根据设计要求，查阅参考资料，进行方案设计及可行性论证，确定设计方案，画出详细的原理图。 2．上机在EDB（或EDA）对设计电路进行模拟仿真调试、画电路原理接线图 （半天） 要求在虚拟仪器上观测到正确的波形并达到规定的技术指标。 3．电路的装配及调试　　（两天半） 在面包板上对电路进行装配调试，使其全面达到规定的技术指标，最终通过验收。 4．总结报告　　 （一天） 六、课程设计报告内容： 总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下： 1．课程设计的目和设计的任务 2．课程设计的要求及技术指标 3．总方案的确定并画出原理框图。 4．各组成单元电路设计，及电路的原理、工作特性(结合设计图写) 5．总原理图，工作原理、工作特性（结合框图及电路图讲解）。 6．电路安装、调试步骤及方法，调试中遇到的问题，及分析解决方法。 7．实验结果分析，改进意见及收获。 8．体会。 七、电子电路设计的一般方法： 1．仔细分析产品的功能要求，利用互连网、图书、杂志查阅资料，从中提取相关和最有价值的信息、方法。 （1）设计总体方案。 （2）设计单元电路、选择元器件、根据需要调整总体方案 （3）计算电路（元件）参数。 （4）绘制总体电路初稿 （5）上机在EDB（或EDA）电路实验仿真。 （6）绘制总体电路。 2．明确电路图设计的基本要求进行电路设计。并上机在EDB（或EDA）上进行电路实验仿真，电路图设计已有不少的计算机辅助设计软件，利用这些软件可显著减轻了人工绘图的压力，