课题:多功能信号发生器专业:电子信息工程班级:1班学号:姓名:指导教师:汪鑫设计日期:成绩:重庆大学城市科技学院电气学院多功能信号发生器设计报告一、设计目的作用1.掌握简易信号发生器的设计、组装与调试方法。2.能熟练使用multisim10电路仿真软件对电路进行设计仿真调试。3.加深对模拟电子技术相关知识的理解及应用。二、设计要求1.设计任务设计一个能够输出正弦波、方波、三角波三种波形的信号发生器,性能要求如下:(1)输出频率,f=20Hz-5kHz连续可调的正弦波、方波、三角波;(2)输出正弦波幅度V=0-5V可调,波形的非线性失真系数<=5%;(3)输出三角波幅度V=0-5V可调。(4)输出方波幅度可在V=0-12V之间可调。2.设计要求(1)设计电路,计算电路元件参数,拟定测试方案和步骤;(2)测量技术指标参数;(3)写出设计报告。三、设计的具体实现1、系统概述1.1正弦波发生电路的工作原理:产生正弦振荡的条件:正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波,我们一般在放大电路中引入正反馈,并创造条件,使其产生稳定可靠的振荡。正弦波产生电路的基本结构是:引入正反馈的反馈网络和放大电路。其中:接入正反馈是产生振荡的首要条件,它又被称为相位条件;产生振荡必须满足幅度条件;要保证输出波形为单一频率的正弦波,必须具有选频特性;同时它还应具有稳幅特性。因此,正弦波产生电路一般包括:放大电路;反馈网络;选频网络;稳幅电路个部分。正弦波振荡电路的组成判断及分类:(1)放大电路:保证电路能够有从起振到动态平衡的过程,电路获得一定幅值的输出值,实现自由控制。(2)选频网络:确定电路的振荡频率,是电路产生单一频率的振荡,即保证电路产生正弦波振荡。(3)正反馈网络:引入正反馈,使放大电路的输入信号等于其反馈信号。(4)稳幅环节:也就是非线性环节,作用是输出信号幅值稳定。判断电路是否振荡。方法是:(1)是否满足相位条件,即电路是否是正反馈,只有满足相位条件才可能产生振荡。(2)放大电路的结构是否合理,有无放大能力,静态工作是否合适;(3)是否满足幅度条件。正弦波振荡电路检验,若:(1)则不可能振荡;(2)振荡,但输出波形明显失真;(3)产生振荡。振荡稳定后。此种情况起振容易,振荡稳定,输出波形的失真小常见的RC正弦波振荡电路是RC串并联式正弦波振荡电路,它又被称为文氏桥正弦波振荡电路。串并联网络在此作为选频和反馈网络。它的电路图如下所示:它的起振条件为:。它的振荡频率为:它主要用于低频振荡。要想产生更高频率的正弦信号,一般采用LC正弦波振荡电路。它的振荡频率为:。石英振荡器的特点是其振荡频率特别稳定,它常用于振荡频率高度稳定的的场合。RC正弦振荡电路1.2正弦波转换方波电路的工作原理:在单限比较器中,输入电压在阀值电压附近的任何微小变化,都将引起输出电压的跃变,不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。因此,虽然单限比较器很灵敏,但是抗干扰能力差。而滞回比较器具有滞回特性,即具有惯性,因此也就具有一定的抗干扰能力。从反向输入端输人的滞回比较器电路如图a所示滞回比较器电路中引人了正反馈。从集成运放输出端的限幅电路可以看出,UO=±UZ。集成运放反相输人端电位UP=UI同相输入端电位令UN=UP求出的UI就是阀值电压,因此得出输出电压在输人电压u,等于阀值电压时是如何变化的呢?假设UI<-UT,那么UN一定小于up,因而UO=+UZ,所以UP=+UYO。只有当输人电压UI增大到+UT,再增大一个无穷小量时,输出电压UO才会从+UT跃变为-UT。同理,假设UI>+UT,那么UN一定大于UP,因而UO=-UZ,所以UP=-UT。只有当输人电压UI减小到-UT,再减小一个无穷小量时,输出电压UO才会从-UT跃变为+UT。可见,UO从+UT跃变为-UT和从-UT跃变为+UT的阀值电压是不同的,电压传输特性如图b)所不。从电压传输特性上可以看出,当-UT<UI<+UT时,UO可能是-UT,也可能是+UT。如果UI是从小于-UT,的值逐渐增大到-UT