信号发生器课程设计

课程设计名称：电子技术课程设计题目：信号发生器

学期：2012-2013学年第2学期

专业：测控技术与仪器

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

辽宁工程技术大学

课程设计成绩评定表

课程设计任务书

一、设计题目

集成运放应用电路设计

二、设计任务

请使用一片LM324或其他四运放芯片，实现下述功能（整体框图见下图）：

1.使用运放，产生一个三角波信号U1，峰峰值为4V，频率为5KHz。

2.使用仿真软件中低频信号源输出一个正弦波信号U2，频率为500Hz，峰峰值为200 mV。

3.设计一个比例加法器，输出信号为U3，U3 = U1 + 10U2

4.设计一个滤波电路，使其可以最大限度地滤除5KHz的分量，保留500Hz的分量，输出结果为U4，其峰峰值为4~5V可调。

5.设计一个比较器电路，对U1和U4信号进行比较，输出信号为U5，峰峰值为3V。

要求运放使用+12V单电源供电。

三、设计计划

电子技术课程设计共1周。

第1天：针对选题查资料，确定设计方案；

第2天：方案分析比较，电路原理设计，进行元器件及参数选择；

第3～4天：电路仿真，画电路原理图,要求至少用Multisim；

第5天：编写整理设计报告，格式必须准确。

四、设计要求

1. 画出整体电路图。

2. 对所设计的电路全部或部分进行仿真，使之达到设计任务要求。抓图背景为白色。

3. 写出设计报告书。

指导教师：闫孝姮

时间：2013年6月22日

目录

1方案论证---------------------------------------- 1 1.1方案一--------------------------------------------------- 1 1.2方案二--------------------------------------------------- 1 1.3方案三--------------------------------------------------- 1 2原理及技术指标---------------------------------- 2 2.1三角波发生电路------------------------------------------- 2 2.2同相比例加法器------------------------------------------- 3 2.3有源二阶低通滤波电路------------------------------------- 4 2.4电压比较器----------------------------------------------- 5 3单元电路设计及参数计算-------------------------- 6 3.1矩形波及三角波发生电路及参数值--------------------------- 6 3.2比例加法器电路及参数值----------------------------------- 9 3.3压控电压源二阶低通滤波电路及参数值---------------------- 10 3.4电压比较器电路及参数值---------------------------------- 12 4仿真------------------------------------------- 13 4.1三角波发生电路------------------------------------------ 13 4.2同相比例加法器------------------------------------------ 14

4.3有源滤波电路-------------------------------------------- 15 4.4电压比较器---------------------------------------------- 15 5设计小结--------------------------------------- 16 6.参考文献--------------------------------------- 18

摘要

信号发生器在生产生活中起着重要的作用。想要设计一个信号发生器，首先，使用运放构成滞回比较器和积分器产生一个三角波信号，使用仿真软件中电压源输出一个正弦信号。然后使用同相求和运算电路设计比例加法器将两种波叠加，接着设计有源滤波器进行滤波，然后通过比较器进行比较输出最终信号。此次实验涉及信号的产生，比例加法器，滤波器，比较器等知识。是对所学知识的一次综合考察。同时，也使得我学会运用仿真软件。

关键词：比例加法器；滤波器；比较器；信号源；三角波发生器；TINA；

辽宁工程技术大学电子技术课程设计

1方案论证

1.1方案一

利用lm324构成的有源三角波发生电路可以产生标准的噪声较小的三角波，但是，电路内部需要两个运算放大器，所以不符合任务要求。因此，该方案不能采取。

1.2方案二

由于任务要求必须使用4个lm324完成，因此本方案将滤波电路改为无源低通滤波电路器将5kHz的波形滤掉，而保存500Hz波形。但是，无源低通滤波电路适用于高频电路例如：整流电路，对信号的滤除作用较小或不明显。因此，本方案不合要求，故不能使用此方案。

1.3方案三

1、运放选择：lm324系列运放市场上常用Texas Instruments，On Semi, ST

Microelectronics。该系列运放共同点为使用温度范围均为70℃、最大工作电压为32V、转换速率为0.5V/us，不同点有封装形式、引脚数目、共模抑制比等参数。

针对课设要求：单电源供电、使用四个运算放大器，可选择了lm324N、lm324A等直插式运放。

2、电路图：首先用lm324构成方波发生电路，在使用无源积分电路将方波积分后变

为三角波，然后将此三角波与正弦波（频率500Hz，振幅200mV）通过同相比例加法器合成。接着，用lm324构成有源低通一阶滤波电路将高频信号去除留下低频信号。最后，将低频信号和三角波通过电压比较器进行比较输出，其波形为矩形连续波形。本方案既节省运放，而且波形输出效果较好，故使用本方案进行。

3、仿真软件：本次课程设计所用运算放大器为TI公司提供，为避免软件方面带来的

误差而选择由TI公司推出的仿真软件“TINA”。