模電課程設計---函數信號發(fā)生器

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1設計的目的及任務……………………………………………………………（2）</p><p>　　1.1 課程設計的目的………………………………………………………（2）</p><p>　　2 電路設計總方案及各部分電路工作原理…………………………………（2）</p>

2、<p>　　2.1 電路設計總體方案……………………………………………………（2）</p><p>　　2.2 正弦波發(fā)生電路的工作原理…………………………………………（3）</p><p>　　2.3 正弦波---方波工作原理………………………………………………（4）</p><p>　　2.4 方波---三角波工作原理…………………………

3、……………………（5） </p><p>　　2.5 三角波---正弦波工作原理……………………………………………（6）</p><p>　　2.6 方波---脈沖波工作原理………………………………………………（7）</p><p>　　3 電路仿真及結果………………………………………………………………（8）</p><p>　　3.1

4、仿真電路圖及參數選擇…………………………………………………（8）</p><p>　　3.2 仿真結果及分析…………………………………………………………（10）</p><p>　　4收獲與體會………………………………………………………………………（10）</p><p>　　5 儀器儀表明細清單………………………………………………………………（11）</p&

5、gt;<p>　　參考文獻……………………………………………………………………………（11）</p><p>　　1、課程設計的目的：</p><p>　　設計一函數信號發(fā)生器，能輸出特定頻率（1kHz）的正弦波（兩個）、方波和三角波、脈沖波共五種波形。（同相）</p><p>　　2、電路設計總方案及各部分電路工作原理：</p><

6、;p>　　2.1 電路設計原理框圖</p><p>　?。埽?</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　RC震蕩電路產生頻率為1KHz的正弦波，正弦波經過電壓比較器的比較后輸出同相同頻率的方波，方波再經過積分電路積分后輸出三角波，再經過低通濾波器三

7、角波轉化成為正弦波。方波經過微分電路的微分后也可以轉化為脈沖波。</p><p>　　2.2 正弦波發(fā)生電路的工作原理</p><p>　　圖2-2 正弦波發(fā)生原理圖</p><p>　　RC串并聯(lián)選頻網絡和電壓放大倍數為3的同相比例運算電路共同構成正弦波震蕩電路。集成運放的輸出端和“地”之間作為電路的輸出端。正反饋網絡的反饋電壓是同相比例運算電路的輸出電壓，它的比

8、例系數是電壓放大倍數</p><p>　　在反饋回路中串聯(lián)兩個并聯(lián)的二極管，利用電流增大時二極管動態(tài)電阻減小、電流減小時二極管動態(tài)電阻增大的特點，加入非線性環(huán)節(jié)，從而使輸出電壓穩(wěn)定。此時比例系數為</p><p>　　2.3 正弦波——方波轉換電路的工作原理</p><p>　　圖 2-3 正弦波轉化為方波原理圖</p><p>　　為電路的

9、輸入端，輸入頻率為1KHz的正弦波，經過電壓比較器的比較后輸出方波。為外加參考電壓，根據疊加原理，集成運放同相輸入端的電位：</p><p>　　令，則求出閾值電壓：。</p><p><b>　　當時，，所以；</b></p><p><b>　　當時，，所以，。</b></p><p>　　2.

10、4 方波——三角波轉化電路的工作原理</p><p>　　圖 2-4 方波轉化為三角波原理圖</p><p>　　在端輸入頻率為1KHz的方波，經過積分電路的積分運算后在端輸出同相同頻率的三角波。由于集成運放的反相輸入端通過R2接地，，為“虛地”。電路中，電容C中電流等于電阻R1中電流為</p><p>　　輸出電壓與電容上電壓的關系為而電容上電壓等于其電流的積分，

11、所以</p><p>　　2.5 三角波——正弦波工作原理</p><p>　　圖2-5 三角波轉化為正弦波的原理圖</p><p>　　三角波經過RC低通濾波器變成正弦波。其中，為輸入端輸入頻率為1KHz的三角波，RC回路的輸出輸入電壓之比為</p><p>　　回路的時間常數，令,則</p><p>　　當時，波形

12、被截掉；當時，波形輸出，但是會有衰減，所以輸出為正弦波。</p><p>　　2.6 脈沖波產生的工作原理</p><p>　　圖2-6 脈沖波產生的原理圖</p><p>　　輸入端輸入的頻率為1KHz的方波經過微分電路后輸出同頻率的脈沖波。</p><p>　　微分電路在方波的上升沿或下降沿處積分，由于方波的跳躍時間很短，所以微分后的值是

13、很大的，在方波平坦的高電平或低電平區(qū)域微分結果為零。因此形成了脈沖波。</p><p>　　圖2-6中R3為限流電阻，D3、D4構成穩(wěn)壓二極管，限制輸出電壓幅值，以保證集成運放的方達管始終工作在放大區(qū)；C2起相位補償作用，提高電路的穩(wěn)定性；（T為方波的周期）。</p><p><b>　　3.電路仿真及結果</b></p><p><b&

14、gt;　　3.1 仿真波形</b></p><p>　　圖 3-1 正弦波發(fā)生電路產生的波形</p><p>　　圖 3-2 正弦波轉化成的方波波形</p><p>　　3-3 方波轉化成的三角波波形</p><p>　　圖3-4 三角波轉化成的正弦波波形</p><p>　　圖 3-5 方波轉化成的脈沖波

15、波形</p><p>　　3.2 仿真波形分析</p><p>　　1．這幾個波形在最初的時候都是不規(guī)則的。原因是電路中存在電阻和電容，電流達到穩(wěn)定需要一段時間。</p><p>　　2.各圖的上升沿（或下降沿）都是相對應的。</p><p>　　3.這四個波的頻率都是1KHz。</p><p><b>　　

16、4． 收獲與體會</b></p><p>　　函數信號發(fā)生器制作雖然方法很簡單，但是要實現(xiàn)波形的準確轉換最重要的是合理選擇電阻與電容的搭配。同時更重要的是，要掌握運放的功能特點、對電阻電容的要求等?；A知識仍然是學好本門課的首選重點。</p><p>　　5. 儀器儀表明細清單</p><p><b>　　參考文獻</b></