《电路与模拟电子技术》低频信号发生器课程设计.doc

PAGE PAGE 1 《电路与模拟电子技术》课程设计 课题名称 低频信号发生器 学院(部) 信息工程学院 班 级 姓 名 学 号 指导教师 日 期 2009—1—1 一．课程名称与要求 设计并制作能产生正弦波、矩形波（占空比可调）和锯齿波等多种信号的函数信号发生器。 主要技术指标和要求 输出的各种信号波形工作频率范围10Hz~10kHz，连续可调； 输出的各种信号波形幅值0~10V，连续可调。 摘要 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。在试验、检查各种电子线路的状态时，需要有试验的信号源，这些信号源能产生各种频率和波形的信号，以利于测绘设备的放大特性、输入输出的传输特性、幅频特性、瞬态特性及噪音系数等各种特性。为了满总不同电子线路测试的需要，设计生产了很多种类的信号发生器。按输出波形分有正弦、脉冲、函数及噪音信号发生器；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。 三．总体设计方案论证及选择 方案一：由RC桥式电路振荡产生正弦波，再经整形积分产生方波与三角波，原理方框图1如 RC RC振荡电路 电压比较器 积分电路 正弦波 方波/矩形波 三角波/锯齿波 图1 方案二：用ICL8038集成函数信号发生器产生所需信号。接入外部电路后ICL8038的9、3、2引脚就可分别产生方波、三角波、正弦波，频率调节部分通过其它引脚接外接电路来完成，然后从ICL8038出来经过选择开关选择所需波形进入LM31D8进行放大和幅度调节，最后从LM31D8出来的波即为频率和幅度可调的方波、三角波或正弦波。 方案三：原理框图如图2所示， 三角波三角波三角波三角波三角波三角波三角波三角波同向输入迟滞比较器积分放大电路 三角波 三角波 三角波 三角波 三角波 三角波 三角波 三角波 同向输入迟滞比较器 积分放大电路 方波/矩形波 二阶低通滤波电路 正弦波 三角波/锯齿波 图2 可行性分析： 以上三种方案中，方案一，而用RC桥式电路及整形积分电路构成的函数发生器所产生信号失真，而且其工作不很稳定控制难，不易调试，波形质量差，可调范围小。方案二中，应用到芯片，由运算放大器、电位器等组成的多功能函数信号发生器，该电路能够产生精度较高频率可调的正弦波、三角波和方波，但太过复杂。方案三中，虽然产生的信号也不太稳定，但相对其他的两种方案简单些。 四、设计方案的原理框图、总体电路图、接线图及说明 1.原理框图：如图2所示。 2.总体电路图。 从输出的是方波，从输出的是三角波，从输出的是正弦波。 方波到三角波电路的连接是用可变电阻R5连接的，通过改变它的阻值可以改变三角波的频率。从方波到正弦波也是用可变电阻来连接的，通过调节它的阻值来调节正弦波的幅值。在AR1的同向输入端连接的可变电阻R2，可以调节它的阻值从而改变R2/R1的阻值，从而调节输出波形的幅值和频率。 3.仿真。 方波/三角波的输出： 矩形波/锯齿波的输出： 正弦波的输出： 五、单元电路设计、主要元器件选择与电路参数计算 方波/矩形波发生电路 如图4所示，方波发生器是利用同向迟滞比较器来产生的， 图4 它的参考点为0，所以比较器的门限电压为 回差电压为 改变电阻R1的数值可以改变回差电压的大小。正是由于回差电压的存在，才提高了比较器的抗干扰能力，如果干扰信号的幅值不大于回差电压，那么该干扰信号就不会导致比较起的输出状态出现错误的跳变。但回差电压的存在使得比较器的鉴别灵敏度降低，因此输入电压的峰-峰值必须大于回差电压