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设计一个方波-三角波-正弦波函数发生器.doc

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.68M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    课程设计说明书 课程设计名称： 模拟电路课程设计 课程设计题目： 设计制作一个方波-三角波-正弦波函数发生器 学 院 名 称： 信息工程学院 专业：电子信息科学与技术 班级： 100431 学号： 100431 姓名： 肖 评分： 教师： 孙 20 12 年 3 月 31 模拟电路 课程设计任务书 1
    20 11 －20 12 学年 第 二 学期 第 1 周－ 7 周 题目 设计制作一个方波－三角波－正弦波函数发生器 内容及要求 1、设计任务和要求： ①输出波形频率范围为 0.02Hz~20kHz 且连续可调； ②正弦波幅值为±2V； ③方波幅值为 2V； ④三角波峰-峰值为 2V，占空比可调。 2、组织安排：2 人一组。 进度安排 1．布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备： 2 天；； 2．领元器件、制作、焊接：3 天 3．调试、验收：2.5 天 4．提交报告：2011-2012 学年第二学期 3～7 周 学生姓名： 指导时间：第 1～2 周 指导地点：E 栋 607 任务下达 2012 年 2 月 13 日 任务完成 2012 年 4 月 5 日 考核方式 1.评阅 □ 2.答辩 □ 3.实际操作□ 4.其它□ 指导教师 系（部）主任 王 摘 要 本文通过介绍一种电路的连接，实现函数发生器的基本功能。将其接入电源，并 2
    通过在显示器上观察波形及数据，得到结果。 电压比较器实现方波的输出，又连接积分器得到三角波，并通过三角波-正弦波 转换电路看到正弦波，得到想要的信号。 NI Multisim 软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能过快速、轻松、高效 地对电路进行设计和验证。凭借 NI Multisim ，你可以立即创建具有完整组件库的 电路图，并利用 0 工业标准 SPICE 模拟器模仿电路行为。本设计就是利用 Multisim 软件进行电路图的绘制并进行仿真。 关键词：电源、波形、比较器、积分器、转换器电路、Multisim 目录 1 设计任务……………………………………………………………………5 3
    1.1 电路设计任务………………………………………………………………5 1.2 电路设计要求………………………………………………………………5 2 函数转换器的组成……………………………………………………………5 2.1 原理框图……………………………………………………………………5 2.2 原理分析……………………………………………………………………5 2.3 放大器功能及管脚图………………………………………………………6 3 各部分电路设计……………………………………………………………6 3.1 方波---三角波转换电路的工作原理………………………………………6 3.2 元器件型号 …………………………………………………………………11 3.3 电路的参数选择及计算……………………………………………………11 4 电路安装于调试………………………………………………………………12 4.1 安装方波---三角波发生电路………………………………………………12 4.2 调试方波---三角波发生电路………………………………………………12 5 实验总结…………………………………………………………………………13 4
    一 设计任务 1.1 任务 设计制作一个产生方波-三角波-正弦波函数转换器。 1.2 要求 ①输出波形频率范围为 0.02Hz~20kHz 且连续可调； ②正弦波幅值为±2V； ③方波幅值为 2V； ④三角波峰-峰值为 2V，占空比可调。 二 函数发生器的组成 2.1 原理框图 2.2 原理分析 函数发生器一般是指能自动产生方波、三角波、正弦波及锯齿波、阶梯波等 电压波形的电路或仪器。产生方波、三角波、正弦波的方案有多种，本课题介绍 先产生方波-三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。由 R、C 振荡电 路、比较器产生方波，再通过方波转换为三角波，最后通过差分放大器将三角波 转换为正弦波。 5
    2.3 放大器功能及管脚图 LM324 系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器。可工作在 单电源下，电压范围是 3.0V-32V 或+16V. LM324 引脚图（管脚图） 三 系统中各模块设计 3.1 方波-三角波 由模电知识我们知道，将一组矩形波经积分电路会得到良好的三角波，所以 本设计采用前置矩形波发生电路，然后对所得到的矩形波进行积分电路积分，最 后输出三角波。 矩形波发生电路实际是由一个滞回比较器和一个 RC 充放电回路组成，如图 一所示。 6
    其中 R1、R2 与集成运放组成滞回比较器，电阻 R4 和电容 C 组成充放电回 路，稳压管 D3、D4 和电阻 R3 的作用是钳位，将滞回比较器输出电压稳定在正 负 Uz。 在方波发生电路中，利用二极管的单项导电性是电容正向和反向充电的通路 不同，从而使它们时间常数不同，即可以改变输出电压的占空比，再经过积分就 可以得到占空比可调的三角波，如图所示，图中电位器和两个二极管的作用是将 电容和放电的回路分开，调节充电和放电两个时间常数的比例。如果将电位器向 下滑动，则充电时间常数减小，放电时间常数增大，于是输出端为高电平的时间 缩短，低电平的时间增长。 将上述的矩形波发生电路的输出端与积分电路的输入端连接即可得到占空 比可调的的三角波发生电路。4 7
    将矩形波发生电路和积分电路连接起来就可以将方波转换为占空比可调的 三角波。 8
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