正弦信号发生器(幅值频率可调).doc

学号：2011013732 西北农林科技大学 电子技术课程设计报告 题 目：正弦信号发生器(幅值频率可调) 学院(系)：机械与电子工程学院 专业年级： 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 2013年7月3日 目录 1. 设计的任务与要求 - 1 - 1.1 课题要求 - 1 - 1.2具体要求 - 2 - 1.3课题摘要： - 2 - 1.4设计步骤： - 2 - 2. 设计方案确定 - 3 - 3. 硬件电路设计 - 4 - 3.1整体电路框图 - 4 - 3.2 主要元器件介绍 - 4 - 3.2.1 NE555芯片 - 4 - 3.2.2 555定时器接成多谐振荡器 - 6 - 3.2.3 NE5532P芯片 - 6 - 3.3 整体电路设计 - 7 - 3.4分立电路的设计及元件参数的选取及计算 - 8 - 3.4.1 555多谐振荡电路 - 8 - 3.4.2带通滤波电路 - 8 - 3.4.3反向比例运算放大器 - 9 - 4.调试与仿真 - 10 - 4.1使用的主要仪器和仪表 - 10 - 4.2分立电路的仿真（仿真图、操作的步骤、方法和结果） - 10 - 4.2.1 仿真图 - 10 - 4.2.2仿真结果 - 10 - 4.3调试电路的方法和技巧： - 12 - 5. 总结 - 13 - 6. 参考文献 - 15 - 附录一 - 16 - 1.元器件清单 - 16 - 2.电路原理图 - 17 - 3.PCB封装图 - 18 - 4.3D效果图 - 21 - 1. 设计的任务与要求 1.1 课题要求:设计一个频率幅值可调的正弦信号发生器 1.2具体要求：1.利用振荡电路产生正弦信号，要求有可调参数用以修改频率 2.利用放大电路控制输出信号振幅。 1.3课题摘要： 本次课程设计所设计的正弦信号发生器所使用的方法是由方波经滤波器产生正弦信号。方波信号由555数字芯片所组成的多谐振荡器所产生，其中调节多谐振荡器中的滑动变阻器便可产生出所需要的信号的频率，经过带通滤波器滤除杂波成分，再经过放大倍数可调的运算放大器，便可产生出所需的幅值可调的正弦波。本次设计的信号发生器制作成本不高，电路简单，可以节约人力物力资源，还具有实际的应用价值。 1.4设计步骤： （1）利用555振荡器产生2.2KHZ—19.5KHZ 的方波信号，电位器R3的调节范围是：3.33%---100%，阻值是1KΩ—30KΩ。 （2）利用滤波电路或调谐电路产生稳定的2.2KHZ---6.2KHZ 的正弦波信号，电位器R3的调节范围是31.1%--100%，阻值为9.33KΩ—30KΩ。 （3）设计增益可调的放大器使输出信号幅值在0V~~~15V之间可调。2. 设计方案确定 方波信号的产生由555多谐振荡器经过周期性的振荡产生，滤波电路部分有三种方案：第一种是用低通滤波器产生正弦波，第二种是利用带通滤波器产生正弦波，第三种是利用调谐滤波电路来产生正弦波。 方案一：低通滤波器法：滤波电路由两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成，它的功能是通过从零到某一截止角频率的低频信号，而对大于截止频率的的所有频率给予衰减。 方案二：带通滤波器法：带通电路可以由低通电路和高通电路经串联组成，而高通滤波器可由低通滤波器中的R和C的位置互换而得到。只要低通滤波器的截止角频率大于高通滤波器的截止角频率，两者覆盖的带同就提供了一个带带通响应。 方案三：利用调谐电路来产生正弦波信号，调谐电路中设计好LC振荡电路的振荡频率，当外加的频率和振荡电路的频率相同的时候，电路由于谐振，就可以通过LC振荡来把方波滤波成正弦波。 经综合比较，方案二的优点明显，本实验采用方案二。由555多谐振荡器产生基频为2.2KHZ—20KHZ的方波信号的信号，如果需要一定频率成分的分量，则需要经过带通滤波器产生。现在利用带通滤波器来产生3KHZ 的正弦波。下面着重介绍用带通电路产生3KHZ的正弦波。 3. 硬件电路设计 3.1整体电路框图 3.2 主要元器件介绍 3.2.1 NE555芯片 555定时器是一种多用途的数字——模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。 其管脚图、内部功能框图、内部逻辑电路图及逻辑功能真值表如下图所示： 图-2 NE555各脚功能-管脚图 图3-3 NE555内部功能框图 图3-4 NE555内部逻辑电路图 表3-1 555时基电路的功能