北邮模电实验报告函数发生器.doc

北京邮电大学 课程实验报告 课程名称：电子测量与电子电路 设计题目： 函数信号发生器 院 系： 电子工程学院电子科学与技术专业 班 级： 2013211209 学生姓名: 刘博闻 学 号: 2013211049 指导教师: 高惠平  摘 要 函数信号发生器广泛地应用于各大院校和科研场所。随着科技的进步，社会的发展，单一的函数信号发生器已经不能满足人们的需求，本实验设计的正是多种波形发生器。 本实验由两个电路组成，方波—三角波发生电路和三角波—正弦波变换电路。方波—三角波发生电路由自激的单线比较器产生方波，通过RC积分电路产生三角波，在经过差分电路可实现三角波—正弦波的变换。 本电路振荡频率和幅度用电位器调节，输出方波幅度的大小由稳压管的稳压值决定；而正弦波幅度和电路的对称性也分别由两个电位器调节，以实现良好的正弦波输出图形。它的制作成本不高，电路简单，使用方便，有效的节省了人力，物力资源，具有实际的应用价值。 关键词：三角波 方波 正弦波 幅度调节 频率调节 目 录 设计要求 1 1．前言 1 2．方波、三角波、正弦波发生器方案 2 2.1原理框图 2 2.2 系统组成框图 3 3．各组成部分的工作原理 3 3.1 方波-三角波产生电路的工作原理 3 3.2 三角波-正弦波转换电路的工作原理 4 3.3 总电路图 7 4.用Mutisim电路仿真 7 4.1方波—三角波电路的仿真 7 4.2方波—正弦波电路的仿真 8 5电路的实验结果及分析 9 5.1方波波形产生电路的实验结果 9 5.2 方波---三角波转换电路的实验结果 10 5.3正弦波发生电路的实验结果 10 5.4实验结果分析 11 6．实验总结 12 7．仪器仪表清单 13 7.1所用仪器及元器件： 13 7.2仪器清单表 13 8．参考文献 15 9.致谢 16 方波—三角波—正弦波函数信号发生器 设计要求 1.设计制作一个可输出方波、三角波、正弦波信号的函数信号发生器。 （1）输出频率能在1KHz-10KHz范围内连续可调，无明显失真； （2）(3) 三角波Uopp = 8V； (4) 正弦波Uopp ≥1V； 2. 用软件绘制完整的电路原理图 1．前言 在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中，它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量或各种实际需要。信号发生器就是信号源的一种，能够给被测电路提供所需要的波形。传统的波形发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，不能根据实际需要灵活扩展。随着微电子技术的发展，运用单片机技术，通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路，产生数字式的正弦波、方波、三角波、锯齿等幅值可调的信号。与现有各类型波形发生器比较而言，产生的数字信号干扰小，输出稳定，可靠性高，特别是操作简单方便。2．2.1原理框图 图1 正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图 RC正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法，电路框图如上。先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波，再通过电压比较器产生方波，最后通过积分电路形成三角波。此电路具有良好的正弦波和方波信号。但经过积分器电路产生的同步三角波信号，存在难度。原因是积分器电路的积分时间常数是不变的，而随着方波信号频率的改变，积分电路输出的三角波幅度同时改变。若要保持三角波幅度不变，需同时改变积分时间常数的大小。 2.2 系统组成框图 图2 系统各部分组成框图3．各组成部分的工作原理 3.1 方波-三角波 图3 由运放和RC积分电路组成的方波-三角波发生电路 方波输出幅度由2DW232稳压管的稳压值决定，即限制在（Uz+UD）之间。 方波经积分得到三角波，幅度为Uo2m=±（Uz+UD） 方波和三角波的震荡频率相同