函数信号发生器课程设计报告 毕业论文 .doc

《模拟电子技术》课程设计 函数信号发生器 姓 名： 学 号： 系 别： 专 业： 年 级： 指导教师： 年月日 函数信号发生器 摘要 利用集成电路LM324设计并实现所需技术参数的各种波形发生电路。根据电压比较器可以产生方波，方波再继续经过基本积分电路可产生三角波，三角波经过低通滤波可以产生正弦波。经测试，所设计波形发生电路产生的波形与要求大致相符。 关键词：波形发生器；集成运放；RC充放电回路；滞回比较器；积分电路  目录 中文摘要 1 1.系统设计 4 1.1设计指标 4 1.2方案论证与比较 4 2.单元电路设计 5 2.1方波的设计 5 2.2三角波的设计 8 2.3正弦波的设计 10 3．参数选择 11 3.1方波电路的元件参数选择 11 4．结果分析 11 5．工作总结 12 6．附录 12 1.系统设计 1.1设计指标 1.1.1 电源特性参数 ①输入：双电源12V ②输出：正弦波1V，方波≈12 V，三角波≈5V，幅度连续可调，线性失真小。 1.1.2工作频率 工作频率范围：10 HZ～100HZ ,100 HZ～1000HZ 1.2方案论证与比较 1.2.1 方案1：采用集成运放电路设计方案产生要求的波形 主要是应用集成运放LM324，其芯片的内部结构是由4个集成运放所组成的,通过RC文氏电桥可产生正弦波，通过滞回比较器能调出方波,并再次通过积分电路就可以调试出三角波，此电路方案能实现基本要求和扩展总分的功能，电路较简单，调试方便，是一个优秀的可实现的方案。 1.2.2 方案2：采用集成运放电路设计方案产生要求的波形 主要是应用集成运放LM324,其芯片的内部结构是由4个集成运放所组成的, 通过电压比较器可以形成方波,方波经过积分之后可以形成三角波,三角波再经过低通滤波可以形成正弦波,此电路方案能实现基本要求和扩展总分的功能,电路较简单,调试方便,相比第一方案,其操作成功率较低. 2.单元电路设计 2.1方波的设计 2.1.1原理图 2.1.2工作原理 矩形波发生电压只有两种状态,不是高电平,就是低电平,所以电压比较器是它的重要成分;因为产生振荡,就是要求输出的两种状态自动地相互转换,所以电路中必须引入反馈,因为输出状态应按一定时间间隔交替变化,即产生周期性变化,所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间. 图所示的矩形波放生电路,它由反相输入的滞回比较器和RC电路组成.RC回路既作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC充放电实现输出状态的自动转换. 设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+Ut。Uo通过R3对电容C正向充电，反相输入端电位随时间t增长而逐渐升高，当t趋近于无穷时，Un趋于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo就从+Uz跃变为—Uz，与此同时Up从+Ut跃变为—Ut。随后，Uo又通过R3对电容C反向充电，或者说放电。反相输入端电位Un随时间t增长而逐渐降低，当t趋于无穷时，Un趋于—Uz；但是，一旦Un=—Ut,再稍减小，Uo就从—Uz跃变为+Uz，与此同时Up从—Ut跃变为+Ut，电容又开始正向充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。 图2.3滞回比较器的电压传输特性 图2.4方波发生电路的波形 2.3三角波的设计 2.2.1原理图 图2.3 三角波发生电路原 2.4 三角波发生电路的波形图 2.2.2工作原理 积分电路是一种运用较为广泛的模拟信号运算电路，它是组成各种模拟电子电路的重要基本单元，它不仅可以实现对微分方程的模拟，同时在控制和测量2.6方波-三角波发生电路波形图系统中，积分电路也有着广泛运用，利用其充放电过程可以实现延时，定时以及各种波形的产生.积分电路还可用于延时和定时。 在图2.3所示三角波发生电路图中，将方波电压作为积分运算电路的输入，在积分运算电路的输出就得到三角波