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
学
班
专
名 :
号 :
级 :
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 课程设计的目的…………………………………………………………(
1.2 课程设计的任务与要求…………………………………………………(
…………( 1)
2)
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 正弦波发生电路的工作原理……………………………………………(
2.3 正弦波 --- 方波工作原理……………………………………( 4)
2.4 方波--- 三角波工作原理…………………………………………………(
2.5 三角波 --- 正弦波工作原理…………………………………( 7)
2)
3)
6)
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
正弦波发生器
( RC桥式正弦波
振荡电路)
方波发生器
(滞回比较器)
三角波发生器
(积分放大电路)
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:
1FA
5. 当 f=f0 时,F=1/ 3,则 A=AU=3,又因为起振条件:| AF|>1,所以
A
u
U
o
U
p
1
R
f
1R
3
R f
12R
调节振荡器频率的方法为:
f o
1
RC
2
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:
ui
UREF
R1
-
+
A
R
uo
R2
Uz
u
O
U
Z
u
P
R
1
RR
1
2
U
Z
u
N
u
P
u
P
就是阈值电压
U
T1
R
1
RR
1
2
U
Z
U
T2
R
1
RR
2
1
U
Z
U即
T
R
1
R
1
R
2
U
Z
UT 也称为上下门限电压,所以其电压传输特性为:
uo
+UZ
O
+UT
ui
-UT
-UZ
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: