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波形发生器 哈尔滨工程大学 电子电路综合实验选题七 课程说明 上课时间： 四系：周六:8:00am-9:00pm（3月12日） 周日：8:00am-5:30pm （3月13日） 五系和八系陈赓班： 周一-周四：3:30pm-9:10pm（3月14日开始） 实验室学时30学时，70%到课率 上课实验室：21b#394 提前预约，上课刷卡，下课刷卡 实验要求 自己带电烙铁，烙铁架（不带不让上课） 自己需要的工具，比如镊子 实验用的元器件、导线、焊锡实验室提供 背景： 波形发生器作为一种常用的信号源，是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都需要信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。波形发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号，如正弦波、三角波、方波等，因而广泛用于通信、雷达、导航等领域。 目的： 1、掌握波形发生器的实现方法 2、掌握软件仿真的方法 3、掌握滤波器的设计方法 4、掌握分模块调试、联调的方法 任务： 使用一片555芯片和若干通用单运放TL081芯片及常规电阻、电容、电位器，设计制作一个同时输出方波、三角波、矩形波、正弦波的波形发生电路。通过拨码开关控制数码管分别显示1、2、3、4四个数字，同时实现4路波形切换并独立输出。 1、电源只能选用+5V单电源，由稳压电源供给，不得使用额外电源。 显示数字1方波输出，显示数字2三角波输出，显示数字3矩形波输出，显示数字4正弦波输出。 2、四种波形的频率为8-10kHz，输出电压幅度峰峰值为1V，四种波形使用示波器测量时应无明显失真。 3、频率误差不大于5%，电压幅度峰峰值误差不大于5%，矩形波占空比在0.3～0.7范围内可调。 4、输出端、电源要有测试端子。 5、不允许使用单片机。 要求： 1、设计报告正文中应包括方案论证（应该是2-3个方案，最后选1个方案实现）、详细电路图及计算推导过程。 2、测试报告应注明测试所用仪器、测试方法、测试数据、测试结论。 说明： 实验内容 方案主要包括两部分内容： 一、实现4种波形的发生 用555多谐振荡器产生方波信号 用运放TL081构成积分器将方波信号转换成三角波信号 用运放TL081构成比较器将三角波信号转换成占空比可调的矩形波信号 用运放TL081构成低通滤波器将三角波信号转换成正弦波信号 二、将4种波形实现切换独立输出 用拨码开关输入信号给译码器SN74LS47控制共阳数码管显示1-4数字 用拨码开关输入信号给模拟信号八选一芯片CD4051实现4个波形的切换 进度安排 实验学时 实验内容 1-2 前导课 3-7 555多谐振荡器的焊接调试 8-12 积分器和比较器的焊接调试 13-17 低通滤波器的焊接调试 18-22 译码器显示电路的焊接调试 23-27 模拟信号四选一电路 28-32 联调，验收 555多谐振荡电路 先产生频率为8KHz～10KHz的方波，再经过衰减网络衰至峰峰值1V。 555多谐振荡电路 同相积分器 峰峰值5V的方波经过同向积分电路变成峰峰值1V的三角波。加入了R3、R6作用是为单电源供电的运放提供VCC/2偏置（之后电路亦是，不再赘述）。 同相积分器 简单比较器 先用简单比较器把三角波转换成占空比可调的矩形波，再用衰减网络衰减至峰峰值1V。 简单比较器 低通滤波器 实现从三角波到正弦波的变换，频率8kHz—10kHz。 低通滤波器