多波形信号发生器设计.doc

第 4 - 页 共 NUMPAGES 10 页 多波形信号发生器设计 一、简介 设计一个能够产生多个信号输出的信号发生器，要求输出波形分别为方波、三角波、正弦波。特别适合电子爱好者或学生用示波器来做观察信号波形实验。该信号发生器电路简单、成本低廉、调整方便。它是基于ne555计时器接成振荡器工作形式和电容积分而产生的波形。其工作频率为1KHz左右，调节滑动变阻器可改变振荡器的频率。 波形发生器是信号源的一种，主要给被测电路提供所需要的己知信号(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试验测试处理中，它的应用非常广泛。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。 目前我国己经开始研制波形发生器，并取得了可喜的成果。但总的来说,我国波形发生器还没有形成真正的产业。就目前国内的成熟产品来看,多为一些PC仪器插卡，独立的仪器和VXI系统的模块很少，并且我国目前在波形发生器的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距，因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。 二、设计目的 1、掌握方波—三角波——正弦波函数发生器的原理及设计方法。 2、掌握ne555计时器工作原理和各种电子器件的简单认识。 3、能够独立的进行电路板焊接和电路检查与故障排除。 4、学会用示波器来观察发生器的波形输出并作出判断。 三、硬件介绍及其原理 1、元件列表 元件名称 类型与参数 说明 备注 电路板 多功能有四角固定端 1块 集成块 NE555 1块 电阻 330~62k 9个 电容 0.01u~100u 7个 滑动变阻器 RP 20k 1个 二极管 发光的 4个 电池盒 AA*4 1个 USB接口 母用式 1个 2、NE555介绍 ne555是一种应用特别广泛作用很大的的集成电路，属于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。ne555的作用是用内部的定时器来构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲。ne555时基电路有两种封装形式有，一是dip双列直插8脚封装，另一种是sop-8小型（smd）封装形式。其他ha17555、lm555、ca555分属不同的公司生产的产品。内部结构和工作原理都相同。ne555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555.ne555属于cmos工艺制造. NE555引脚图介绍如下1地 GND 2触发 3输出 4复位 5控制电压 6门限(阈值） 7放电 8电源电压Vcc 应用十分广泛.下面是一个简单的ne555电路应用 内部结构 几种工作形式 第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1和1.1.2为代号。他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。 第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。 四、原理电路图 工作原理: NE555接成多谐振荡器形式工作。C2的充电回路是R2-R3-RP-C2;C2的放电回路是C2-RP-R3-IC的7脚(放电管)。由于R3+RPR2,所以充电时间常数与放电时间常数近似相等，由IC的3脚输出的是近似对称方波。按上图所示元件参数，其频率为1KHz左右，调节RP可改变振荡器的频率。 方波信号经R4和C5积分网络后，输出三角波。三角波经R5和C6积分网络后输出近似的正弦波。 C1是电源滤波电容。VD是放光二极管，作用为用作电源指示。 五、焊接电路 1、准备工作 1）去电子市场购买所需元件，检查元件是否齐全，然后检查元件是否良好； 2）准备焊接工具全套，再次检查元件是否齐全； 3）准备原理电路图一份； 4）根据电路图，在电路板上拿器件比划设计，达到美观、还看、容易检查电路故障的效果； 2、焊接 依照设计好的实物图焊接元件，连接各个器件，确保电路不短路、各个器件之间不断路。 六、故障检查与输出测试 1、故障检查 接通电源观察电源指示灯是否亮，亮则表示电路有电流流过是通路，反之是断路。用万用表测试每个输出端是否用电位差，有则表示电路板良好可以使用，不存在故障。反之需要从IC3脚依次测试电位差，依次进行排除故障，从而更正电路。 2、输出测试 第一种方法:在输出波形端分别接发光二极管并串联一个330欧姆的电阻，确保二极管不被损坏。接通电源，改变RP调节555振荡频