函数信号发生器课程设计VIP免费

信号发生器一、设计目的1.进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力。2.基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。3.学会运用Multisim10仿真软件对所作出的理论设计进行仿真测试，并能进一步完善设计。4.掌握常用元器件的识别和测试，熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。二、设计内容与要求1.设计、组装、调试函数信号发生器2.输出波形：正弦波、三角波、方波3.频率范围：10Hz-10KHz范围内可调4.输出电压：方波VPP<20V,三角波VPP=6V,正弦波VPP>1V三、设计方案仿真结果1.正弦波—矩形波—三角波电路原理图：首先产生正弦波，再由过零比较器产生方波，最后由积分电路产过零比较器文氏桥振荡电路积分电路生三角波。正弦波通过RC串并联振荡电路（文氏桥振荡电路）产生，利用集成运放工作在非线性区的特点，由最简单的过零比较器将正弦波转换为方波，然后将方波经过积分运算变换成三角波。正弦—矩形波—三角波产生电路：R10Rp250%R2R310k¦¸C1R175.1k¦¸0C3470uFR1050k¦¸Key=A50%C4470uFR141k¦¸9010Q1Q211R5R615k¦¸R7100¦¸R1350%1310.6VVCC1415Q3Q416C5100nFR121k¦¸1700R88k¦¸180R919R112k¦¸20-10.6VVEEVCC10.6VVEE-10.6VVEE-10.6VVCC10.6VVEEVCCU132476511U23247651624VEER1621D41N4467D11N446780XSC1ABExtTrig++__+_VCC0XSC2ABExtTrig++__+_C2100nF12735总电路中，R5用来使电路起振；R1和R7用来调节振荡的频率，R6、R9、R8分别用来调节正弦波、方波、三角波的幅值。左边第一个运放与RC串并联电路产生正弦波，中间部分为过零比较器，用来输出方波，最好一个运放与电容组成积分电路，用来输出三角波。仿真波形：调频和调幅原理调频原理：根据RC振荡电路的频率计算公式可知，只需改变R或C的值即可，本方案中采用两个可变电阻R1和R7同时调节来改变频率。调幅原理：本方案选用了最简单有效的电阻分压的方式调幅，在输出端通过电阻接地，输出信号的幅值取决于电阻分得的电压多少。其最大幅值为电路的输出电压峰值，最小值为0。RC串并联网络的频率特性可以表示为令则上式可简化为，以上频率特性可分别用幅频特性和相频特性的表达式表示如下：||，根据上式可以分别画出RC串并联网络的幅频特性和相频特性：1.正弦波振荡电路的原理如下图a、b所示：由上图得出正弦波振荡的条件为：根据RC串并联网络的选频特性及上述平衡条件容易得到RC正弦波振荡电路的振荡频率为：；振荡的幅度平衡条件||是表示振荡电路已达到稳幅振荡时的情况。若要振荡电路能够自行起振，开始时必须满足的幅度条件。已知当时，，由此可求得振荡电路的起振条件为：同相比例运算电路输出电压与输入电压之间的比例系数为：（即RF=2R′）电路原理分析：在电路中,运放741和电阻R3,Rw,R4构成正常的负反馈放大电路,而R1,C1,R2,C2则构成RC串并联选频网络,同时又由该选频网络作为反馈网络形成正反馈环节,其R1,C2上的反馈电压作为输入代替放大器的输入信号,D1,D2起稳幅作用。选频特性分析：采用参数扫描还可以对振荡频率进行分析.同时改变选频网络的电阻R1,R2(或同时改变C1,C2),即可改变振荡输出的频率，使得频率分别为300Hz、1KHz、10KHz，输出幅值通过RW可调。起振过程分析：根据起振条件|AF|>1,选频网络的反馈系数Fmax=1/3,只要负反馈放大器的放大倍数A大于3,即RW(接入电阻)与R4的和略大于R3的两倍,就可产生正弦波振荡,2.矩形波电路电路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Rf对电容C正向充电。反相输入端电位Un随时间t的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-Ut。随后，Uo又通过Rf对电容C反向充电，Un随时间逐渐增长而减低，当t趋于无穷大时，Un趋于-Uz；但是，一旦Un=-Ut,再减小，Uo就从-Uz跃变为+Uz，Up从-Ut跃变为+Ut，电容又开始正相充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。3.三角波电路三角波的产生是由积分...