北邮电子电路实验 函数信号发生器 实验报告.pdfVIP

北京邮电大学

电子电路综合设计实验

实验报告

实验题目：函数信号发生器

院系：信息与通信工程学院

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一、课题名称：

函数信号发生器的设计

二、摘要：

方波-三角波产生电路主要有运放组成，其中由施密特触发器多谐振荡器产生方波，积

分电路将方波转化为三角波，差分电路实现三角波-正弦波的变换。该电路振荡频率由第一

个电位器调节，输出方波幅度的大小由稳压管的稳压值决定；正弦波幅度和电路的对称性分

别由后两个电位器调节。

关键词：方波三角波正弦波频率可调幅度

三、设计任务要求：

1．基本要求：

设计制作一个方波-三角波-正弦波信号发生器，供电电源为±12V。

1）输出频率能在1-10KHZ范围内连续可调；

2）方波输出电压Uopp=12V(误差20%)，上升、下降沿小于10us；

3）三角波输出信号电压Uopp=8V(误差20%)；

4）正弦波信号输出电压Uopp≥1V，无明显失真。

2．提高要求：

1）正弦波、三角波和方波的输出信号的峰峰值Uopp均在1~10V范围内连续可调；

2）将输出方波改为占空比可调的矩形波，占空比可调范围30%--70%

四、设计思路

1.结构框图

实验设计函数发生器实现方波、三角波和正弦波的输出，其可采用电路图有多种。此次

实验采用迟滞比较器生成方波，RC积分器生成三角波，差分放大器生成正弦波。除保证良

好波形输出外，还须实现频率、幅度、占空比的调节，即须在基本电路基础上进行改良。

由比较器与积分器组成的方波三角波发生器，比较器输出的方波信号经积分器生成三角

波，再经由差分放大器生成正弦波信号。其中方波三角波生成电路为基本电路，添加电位器

调节使其频率幅度改变；正弦波生成电路采用差分放大器，由于差分放大电路具有工作点稳

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。

2．系统的组成框图

方波输出三角波输出正弦波输出

方波-三角波正弦波发生

发生电路电路

电源电路

五、分块电路与总体电路的设计

1．方波—三角波产生电路

如图所示为方波—三角波产生电路，由于采用了运算放大器组成的积分电路，可得到比

较理想的方波和三角波。该电路振荡频率和幅度便于调节，输出方波幅度的大小由稳压管1、

2的稳压值UZ和导通压降UD决定，即限制在±（+）之间。

方波经积分得到三角波，幅度为2=±1/2*（U+U）可见，改变1和2比值可调节的三角

波幅度的大小

方波和三角波的振荡频率相同，为=1/=2/(416)，式中为电位的滑动比（即滑动头对地

电阻与电位器总电阻之比）。可见调节可改变振荡频率。

电路元器件的确定：

(1)根据所需振荡频率的高低和对方波前后沿陡度的要求，选择电压转换速率合适的运放。

通过两个运放的电压转换速率的比较，在产生方波的时候选用转换速率快的318，产生三

角波的时候选用741。

(2)根据所需输出方波幅度的要求（=12），选择型号为2232的稳压管,选择限流电阻2=2K。

(3)根据输出三角波的幅度要求（=8），由公式5=2（+）f确定得5：f=2:3，选择

R5=20KΩ,f=30。1为平衡电阻，根据计算应选择1=12的电阻。

(4)根据所要求的振荡频率的要求，由公式7C=f/(45)确定的值为7=5.6，=0.01F。

(5)根据运放两端电阻平衡的要求（即4为直流平衡电阻，其作用是减小或消除静态时可能

在运放输出端产生的附加差模输入电压），8=2。

(6)为使的变化范围较大，信号的频率范围达到要求（1−10范围内可调），电位