函数信号发生器的设计电路-函数发生器电路.doc
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1、北 华 航 天 工 业学 院 电子技术 课程设计报告报告题目: 信号发生器设计电路 作 设计一个能产生方波、三角波、正弦波得函数发生器,要求如下:1。输出波形频率范围为20H20kHz且连续可调;2。正弦波幅值为0V之间可调,失真度小于2%;3。方波幅值为01V之间可调;4.三角波峰值为05V之间可调。 工作内容及时间进度安排第13周:周-周3 :立题、论证方案设计周4-周5 :预答辩第4周:周1-周3:仿真实验周4周5 :验收答辩课程设计成果1与设计内容对应得软件程序2。课程设计总结报告内 容 摘 要 本方案主要用集成运放M324与U41等元器件设计组成一个简易函数信号发生器。该函数信号发生
2、器主要由迟滞比较器、积分器电路、二阶RC有源低通滤波器电路等三部份组成.迟滞比较器电路形成方波,经积分器电路输出三角波,再经二阶R有源低通滤波器电路形成正弦波,通过电源实现V可调,经过电位器实现频率调节.由此构成了一个简易得函数信号发生器。本实验主要通过使用Multisim、otel软件等完成电路得软件设计。关键字:集成运放 方波 三角波正弦波目 录一、 概 述 1二、方案设计与论证2 。方案一2 2方案二2三、单元电路设计与分析1.迟滞比较器 32积分器 3 3。低通滤波器 四、总原理图及元器件清单 4五、结论 6六、心得体会 七、参考文献6一、概述 通过集成运放构成迟滞比较器、积分器与低通
3、滤波电路,依次分别输出方波、三角波、正弦波。通过调节电压源或滑动变阻器,可改变波形得幅值与频率。二、方案设计与论证函数发生器一般就是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形得电路或仪器.根据用途不同,有产生三种或多种波形得函数发生器,使用得器件可以就是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块808)。产生正弦波、方波、三角波得方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波-方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。方案一采用分立器件实现电路组
4、成,主要得部件有双运放uA741运算放大器、电压比较器、积分运算电路、二阶低通滤波电路、选择开关、电位器与一些电容、电阻组成该方案由三级单元电路组成得,第一级单元可以产生方波,第二级可以产生三角波,第三级可以产生正弦波2.方案二采用集成电路实现,主要部件有高速运算放大器L18、单片函数发生器模块5G80、选择开关、电位器与一些电容、电阻组成.该方案通过调节不同电位器可调节函数发生器输出振荡频率大小、占空比、正弦波信号得失真,可产生精度较高得方波、三角波、正弦波,且具有较高得温度稳定性与频率稳定性.3.方案比较与选择方案二采用芯片虽然精度较高,温度稳定性与频率稳定性比较好,而它们只能产生30kH
5、z以下得中低频正弦波、矩形波与三角波,且频率与占空比不能单独调节,从而给使用带来很大不便,也无法满足高频精密信号源得要求。uA71就是美国仙童公司较为早期得产品,由于其性能完善,如差模电压范围与共模电压范围宽,增益高,不需外加补偿,功耗低,负载能力强,有输出保护等,因此具有较广泛得应用。uA71这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护与闭锁自由运作,可以方便得输出精度较高得方波、三角波、正弦波.综上所述,本课题选用方案一。三、总原理图及元器件清单1。总原理图多波形信号发生器方框图如下图所示:比较器积分器低通滤波器总原理图如下所示:本课题采用由集成运算放大器组成得方波-三角波正弦波函数发生器得设计
6、方法。并采用先产生方波-三角波,再将方波变换成正弦波得电路设计方法:由比较器与积分器组成方波三角波产生电路,比较器输出得方波经积分器得到三角波,方波到正弦波得变换电路主要由低通滤波电路来完成.2、各组成部分得工作原理2、1 方波发生电路从一般原理来分析,可以在滞回比较器电路得基础上,靠正反馈与RC充放电回路组成矩形波发生电路,由于滞回比较器得输出只有两种可能得状态,高电平或低电平,两种不同得输出电平式RC电路进行充电与放电,于就是电容上得电压降升高或降低,而电容得电压又作为滞回比较器得输入电压,控制其输出端状态发生跳变,从而使R电路由充电过程变成放电过程或相反,如此循环往复,周而复始,最后在滞
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