电子线路课程设计-函数信号发生器课程设计_精品.doc

中北大学《电子线路》课程设计说明书2011/2012 学年第 一 学期题 目： 函数信号发生器 学生姓名： 学 号： 3 学 院： 信息商务学院 专 业： 通信工程 指 导 教 师： 系 主 任： 2012 年 1 月 5 日课 程 设 计 任 务 书1．设计目的：1）综合运用所学的理论知识，掌握一般电子线路分析和设计的基本方法和步骤；2）培养一定的独立分析问题、解决问题的能力；3）实践利用EDA软件绘制电子线路原理图、PCB图及仿真；4）学会说明书的规范整理和书写。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1、产生方波（200-2000Hz可调，输出电压0-5V可调）；2、锯齿波（200-2000Hz可调，输出电压0-5V可调）；3、占空比可调的矩形波（30%-70%）。4、注意要求每种波幅度可调、频率可调，并给出自己设计方法的可调范围及依据。运放：MC1595、MC4558、F007或自选分工：方波一人，锯齿波一人，矩形波一人。3．设计工作任务及工作量的要求分析设计任务，查阅相关资料；1 引言信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。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。例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。2 技术性能指标1、产生方波（200-2000Hz可调，输出电压0-5V可调）；2、锯齿波（200-2000Hz可调，输出电压0-5V可调）；3、占空比可调的矩形波（30%-70%）。4、注意要求每种波幅度可调、频率可调，并给出自己设计方法的可调范围及依据。运放：MC1595、MC4558、F007或自选分工：方波一人，锯齿波一人，矩形波一人。按照以上技术完成要求设计出电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim进行必要的仿真，用PCB软件进行制板、焊接，然后对制作的电路完成调试，撰写设计报告测，通过答辩3 方案的选择根据实验任务的要求，对信号产生部分可采用多种方案：如模拟电路实现方案，数字电路实现方案，模数结合实现方案等。鉴于波形信号的产生和模拟联系紧密，我们用模拟电路实现方案。模拟电路的实现方案就是指全部采用模拟电路的方式，以实现信号产生电路的所有功能。就此方案，也有几种电路方式。3.1 方案一 图3.1 方波和正弦波产生电路 用方波和三角波产生电路输出方波和三角波[1]，再通过三角波—正弦波转换器产生正弦波。方波和三角波发生器的工作原理：A1构成迟滞比较器同相端电位Vp由VO1和VO2决定。利用叠加定理可得： ⑴当 Vp＞0时，A1输出为正，即VO1 = +Vz；当 Vp＜0时，A1输出为负即VO1 =-Vz。A2构成反相积分器VO1为负时，VO2 向正向变化，VO1 为正时，VO2 向负向变化。假设电源接通时VO1=-Vz，线性增加。当： 时，可得： ⑵当VO2上升到使Vp略高于0V时，A1的输出翻转到VO1=+Vz。同样： 时当VO2下降到使Vp略低于0时，VO1 =-Vz 。这样不断的重复，就可以得到方波VO1和三角波VO2。其输出波形如图2-6所示。输出方波的幅值由稳压管DZ决定，被限制在稳压值±Vz之间。电路的振荡频率： ⑶方波幅值： =± ⑷三角波幅值： =