模电课程设计_函数信号发生器

山东农业大学信息学院
课程设计（论文）
课程名称：模拟电子技术基础课程设计
题目名称：函数信号发生器
姓名:
学号：
班级：
专业：电子信息科学与技术
设计时间：2011-2012-1学期15、16周
教师评分：
2011 年 12 月 6 日
目录
1设计的目的及任务 (1)
1.1 课程设计的目的 (2)
1.2 课程设计的任务与要求 (2)
2 电路设计总方案及各部分电路工作原理 (2)
2.1 电路设计总体方案 (2)
2.2 正弦波发生电路的工作原理 (3)
2.3 正弦波---方波工作原理 (4)
2.4 方波---三角波工作原理 (6)
2.5 三角波---正弦波工作原理 (7)
3 电路仿真及结果 (10)
3.1 仿真电路图及参数选择 (10)
3.2 仿真结果及分析 (10)
4收获与体会 (10)
5 仪器仪表明细清单 (11)
参考文献 (12)
1.设计的目的及其任务
1.1课程设计的目的
1.通过这次课程设计可以更好的掌握集成运算放大器构成正弦
波，方波和三角波等函数信号的设计方法。

2.可以学会安装，调试与仿真等集成电路组成的多级电子电路小
系统。

3.可以更好的掌握课本上所学的知识，培养自己对所学专业的热
爱。

1.2课程设计的任务与要求
1.能输出特定频率的正弦波，方波和三角波。

扩展项：频率可调，脉冲波，锯齿波。

2. 实现步骤：
正弦波→方波→三角波→正弦波
3、工具：multisim
4. 频率范围：固定频率1kHZ，或者设计的为频率可调电路。

5、提交形式：以课程论文（打印）的形式提交。

6. 合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图。

7. 选择常用的电路元件。

8. 画出设计的电路原理图，做出电路的仿真。

2．电路设计总方案及各部分电路工作原理
2.1电路设计原理框图
函数发生器的总体方案：
函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。

此次所要设计的函数信号发生器，主要是先产生正弦波，然后将正弦波转换为方波，再由方波转换为三角波，最后由三角波转换为正弦波。

本次的函数信号发生器的总电路图如上图所示。

产生正弦波的主要是RC桥式正弦波振荡电路，然后再由滞回比较器将正弦波转换为方波，再由积分放大电路将方波转换为三角波，最后由低通滤波电路将三角波转换为正弦波。

2.2 : 正弦波发生电路的工作原理:
正弦波发生电路的工作原理图为即RC桥式正弦波振荡电路为：
将电阻R3与C1并联，电阻R4与C2串联所组成的网络称为RC串并联选频网络.
产生正弦波振荡的条件为:
1.引入正反馈网络，放大电路，选频网络和稳幅环节四个组成部分。

2.满足起振条件：｜AF｜>1.
3.放大电路是否能正常工作：静态工作点是否合适，动态信号能不
能放大
4.判断电路是否引入正反馈：利用瞬时极性法
正弦波震荡的平衡条件为：
1=F
A
5. 当f=f0时，F=1/3,则A=AU=3，又因为起振条件：｜AF ｜>1，所以
3
11
≥+
==
•
•
•
R R U U A f p
o u
1
2R R f ≥
调节振荡器频率的方法为：
RC
f o π21=
RC 正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波： 原因：要提高其振荡频率，必须减小 R 和 C 的值，放大器的输出电阻和晶体管的极间电容将影响其选频特性，输出频率不稳定。

2.3 正弦波---方波工作原理 正弦波产生方波的工作电路图为：
方波的产生电路是用的滞回比较器：
U RE F
u i R
±U z
A - +
u o
R 2
R 1
Z
2
11
P Z O U R R R u U u +±=∴±=
就是阈值电压
P P N u u u ∴= Z
2
11
T1U R R R U +-=
Z
2
11
T2U R R R U +=Z
2
11
T U R R R U +±=±即
UT 也称为上下门限电压，所以其电压传输特性为：
但滞回比较器灵敏度低,但抗干扰能力强。

2.4 方波---三角波工作原理 三角波的产生电路为：
三角波的产生电路为积分电路，所以只要将矩形波电路的输出（方波）作为积分电路的输入，在积分电路的输出端就可以得到三角波电压输出。

又因为根据虚短虚断，可得：
⎰-=dt u RC
u 0101
2.5.三角波---正弦波工作原理
三角波转化为正弦波的工作原理图为：
三角波转化为正弦波是利用的低通滤波电路3 电路仿真及结果
3.1仿真电路图及参数选择
仿真电路图为：
3.2仿真结果及分析：
正弦波为：
正弦波转化方波为：
方波转化三角波为：
三角波转化正弦波为：
4收获与体会
经过一个多星期的努力，终于完成了这次的课程设计，但是心里并没有完成之后的喜悦感，因为这次我设计的比较慢，班里的很多同学都已经完成了，我感觉到了压力，感觉到了平时不努力的后果。

通过这次课程设计，我深刻体会到了如果平时不努力学习，不将平时老师讲的内容深刻牢记的话，那么自己学习起来将会面对很大的困难和压力。

同时自己有很兴奋，因为自己单独完成了一份课程设计，虽然这一次的并不难，但是心里还是有一点成就感，通过这次课程设计，自己学会了很多，增加了自己对模电的认识，以及对一些电路元件的认识，这次设计还使我认识到，电路设计需要耐心，需要一种整体的思维，而且遇到点问题很正常，关键要学会分析问题，善于解决问题，很多东西要弄懂弄透，不断积累经验。

所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。

能够完成这次的课程设计，我认为离不开模电老师平时的教育以及对本次课程设计的要求的详细介绍。

在实验过程中，我们也遇到了不少的问题。

比如：波形失真，甚至不出波形这样的问题。

经过反复选择、参考教科书和同学的帮助，把问题一一解决了。

实验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题，有些理论知识还处于懵懂状态。

5 仪器仪表明细清单
1.滑动变阻器20K欧姆2个
2.电阻各种型号大小若干
3.电容各种型号大小若干
4.OPAMP_3P_VIRTUAL二个
5.示波器四个
6.5v稳压管2个
7.导线若干等等
参考文献：
[1] 童诗白、华成英《模拟电子技术基础》、2005、高等教育出版社
[2] 董平、《电子技术实验》、2003、电子工业出版社
[3] 梅开香、《电子电路实验》北京理工大学出版社
[4] 路而红《虚拟电子实验室---MULTISIM 7》哈尔滨工程大学出版社。