函数发生器课程设计.doc

集美大学诚毅学院模拟电路课程设计题目: 函数发生器的设计课程: 模拟电子技术基础专业: 电气及其自动化班级: 学号: 姓名: 完成日期: 2011-6-9 一设计的目的及任务 课程设计的目的 IC器件的应用 ,了解电路调试的基本方法 课程设计的任务与要求设计方波——三角波——正弦波函数信号发生器 课程设计的要求及技术指标 、组装、调试函数发生器 :正弦波、方波、三角波; :在 10- 10000Hz 范围内可调; :方波 U P-P ≤24V ,三角波 U P-P =8V ,正弦波 U P-P >1V ; 二函数发生器总方案及原理框图 电路设计原理框图图1设计原理框图 电路设计方案设计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。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件( 如低频信号函数发生器 S101 全部采用晶体管) ,也可以采用集成电路( 如单片 4 函数发生器模块 8038) 。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波—方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生方波—三角波,再将三角波变换成正弦波的电路设计方法, 本课题中函数发生器电路组成框图如图 1所示: 由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波,三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定, 输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。三各组成部分的工作原理 方波发生电路的工作原理此电路由反相输入的滞回比较器和 RC 电路组成。 RC 回路既作为延迟环节,又作为反馈网络,通过 RC充、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压 Uo=+Uz, 则同相输入端电位 Up=+UT 。Uo通过 R3对电容 C正向充电,如图中实线箭头所示。反相输入端电位n 随时间 t 的增长而逐渐增高,当 t 趋于无穷时, Un 趋于+Uz ;但是,一旦 Un=+Ut, 再稍增大,Uo从+Uz 跃变为-Uz, 与此同时 Up从+Ut 跃变为-Ut 。随后,Uo又通过 R3对电容 C 反向充电,如图中虚线箭头所示。 Un 随时间逐渐增长而减低,当 t 趋于无穷大时, Un趋于-Uz ;但是,一旦 Un=-Ut, 再减小,Uo就从-Uz 跃变为+Uz ,Up从-Ut 跃变为+Ut ,电容又开始正相充电。上述过程周而复始,电路产生了自激振荡。 方波--- 三角波转换电路的工作原理方波---三角波转换电路图如图2所示 5 图2方波—三角波产生电路图3比较器的电压传输