模电函数发生器课程设计报告
模拟电子技术课程设计--函数发生器的设计与调试
《模拟电子技术课程设计》学生姓名：王思嘉指导教师：缪新颖学号： 1005130315 专业班级：自动化10-3 所在学院：信息工程学院时间： 2012年6月25～29日大连海洋大学课程设计报告纸目录1.设计题目┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 32.技术指标┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 33. 方案的分析┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 34. 电路设计及方案选择┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 45. 电路调试┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 76. 原件清单┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄８7. 实验总结┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 98. 参考文献┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 10学院: 信息工程学院专业班级: 自动化10-3 姓名: 王思嘉学号:1005130315 函数发生器的设计与调试一.设计题目：函数发生器的设计与调试二.技术指标：f=100HZ—1KHZ 可调，方波幅值±6V，三角波幅值±4V三.方案的分析：共有两种方案可供选择。
方案一从方波发生器开始，接一个积分电路获得三角波，再通过低通滤波器将三角波转化为正弦波，从而获得三种波形。
方案1、方波发生器、积分电路、低通滤波器方案二由ＲＣ振荡电路开始获得一个正弦波，再通过电压比较器得到方波，最后接积分电路获得三角波。
方案2、RC振荡电路、电压比较器、积分电路我用Multisim软件分别模拟了两种情方案。
四.电路设计及方案选择仿真软件为Multisim，Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
方案一、从左到右三个７４１芯片分别接了方波电路，三角波电路以及低通滤波器。
函数发生器的设计------模拟电子技术课程设计
搭建仿真模型：根据设计要求，搭建函数发生器的仿真模型
设定仿真参数：设定仿真所需的参数，如频率、幅度、相位等
模拟电子技术课程设计中的函数发生器设计
模拟电子技术课程设计是电子工程专业的必修课程
设计目标：掌握模拟电子技术，提高实践能力
高精度和高稳定性：函数发生器将更加精确和稳定，满足更高要求的测试需求
技术挑战：如何实现高精度、高稳定性的函数发生器
市场竞争：如何应对国内外竞争对手的挑战
市场需求：如何满足不同行业对函数发生器的需求
发展趋势：如何把握未来函数发生器的发展趋势，如智能化、网络化等
汇报人：
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设计背景：模拟电子技术在电子工程领域具有广泛应用
函数发生器是模拟电子技术课程设计中的重要项目
设计目标：实现一个具有一定频率和幅度的函数发生器
设计方案：采用模拟电子技术，设计一个具有一定频率和幅度的函数发生器
实现方法：采用模拟电子技术，设计一个具有一定频率和幅度的函数发生器
设计步骤：设计电路、制作电路、测试电路、调试电路
科研教育：用于科研实验和教育教学，进行信号发生和模拟
电子测量：用于测量电子设备的性能和参数
通信系统：用于模拟通信信号，进行通信系统的测试和调试
便携性和小型化：函数发生器将更加便携和小型化，方便携带和使用
网络化和远程控制：函数发生器将支持网络化和远程控制，方便远程操作和监控
数字化和智能化：函数发生器将更加智能化，能够自动生成和调整信号
组成结构：包括振荡器、放大器、滤波器、调制器等部分
应用领域：电子测量、通信、雷达、自动控制等领域
显示和操作界面：显示信号发生器的工作状态和参数设置，并提供操作界面供用户进行参数设置和操作。
函数发生器课程设计实验报告
函数发生器课程设计实验报告实验名称：函数发生器课程设计实验目的：1.掌握函数发生器的基本原理和特性；2.熟悉常见函数发生器的操作方法；3.学会使用函数发生器进行实际测量与实验。
实验原理：函数发生器是一种可以产生不同频率和波形的电子仪器，常用于科学研究、电子工程实验和生产测试等。
函数发生器可以通过调节工作模式、频率、幅度和偏移量等参数来产生不同的电信号。
常见的波形包括正弦波、方波、锯齿波和三角波等。
实验器材与仪器：1.函数发生器2.示波器3.电源实验步骤：1.连接函数发生器、示波器和电源，确保电路连接正确并稳定。
2.打开函数发生器，并将频率设置为100Hz，幅度设置为5V。
3.在示波器上观察输出波形，并记录实际测量值。
4.将函数发生器的频率和幅度分别调节为500Hz和10V，重复步骤3。
5.将函数发生器的工作模式切换为方波，重复步骤3。
6.将函数发生器的工作模式切换为锯齿波，重复步骤3。
7.将函数发生器的工作模式切换为三角波，重复步骤3。
实验结果与数据分析：经过实验测量得到的数据如下：1.正弦波频率为100Hz，峰峰值为4.88V。
2.正弦波频率为500Hz，峰峰值为9.79V。
3.方波频率为100Hz，峰峰值为4.88V。
4.锯齿波频率为100Hz，峰峰值为4.88V。
5.三角波频率为100Hz，峰峰值为4.88V。
由实验数据可知，函数发生器能够按照设定参数的要求产生不同频率和波形的电信号。
通过调节频率和幅度等参数，可以控制输出信号的特性，满足实际需求。
同时，通过示波器对输出信号进行测量和观察，可以验证函数发生器的工作状态和输出波形的准确性。
实验总结：本次实验通过对函数发生器的使用，熟悉了其基本原理和操作方法，并能够进行实际测量与实验。
函数发生器作为一种常用的仪器设备，广泛应用于各个领域的科学研究和工程实践中。
掌握函数发生器的使用方法对于今后的学习和工作具有重要的意义。
在实验过程中，需要注意正确连接电路和设备，并确保信号的稳定性和准确性。
模拟电子技术课程设计-函数信号发生器
课程设计报告题目正弦信号发生器课程名称模拟电子技术课程设计院部名称机电工程学院专业电气工程及其自动化班级10电气（2）班学生姓名卢妮妮学号1004202018课程设计地点 C206课程设计学时 1周指导教师朱一纶金陵科技学院教务处制摘要当代电子技术的迅速发展，为人们的文化、物质生活提供了优越的条件，数码摄像机、家庭影院、空调、电子计算机等，都是典型的电子技术应用实例，可谓是琳琅满目、异彩纷呈。
至于电子技术在科技领域的应用，更是起着龙头的作用，例如通信工程、测控技术、空间科学等比比皆是。
而信号发生器在电子技术中发挥着重要的作用。
所谓信号发生器就是不需要外部电路输入信号，自身能够产生某种信号的电路。
许多电子电器中用到了各种形式的信号发生器（振荡器），其中大多数是正弦波振荡器，例如收音机中的本机振荡、录音机中的超音频振荡器、彩色电视机中的副载波压控振荡器，以及各种仪表中的振荡电路应用等。
本设计主要是以RC振荡器为主的正弦信号发生器。
并输出不同频率的正弦信号。
关键词：振荡器、正弦波、矩形波、三角波、频率目录第一章设计任务1.1 设计任务 (5)1.2 设计内容 (5)第二章RC桥式信号发生器2.1 RC桥式信号发生器的基本简介 (6)2.2 RC桥式信号发生器的基本组成 (6)2.3 RC桥式振荡电路的起振条件 (6)2.4 正弦波振荡电路的检验 (7)第三章电路的设计及元件的选择3.1 电路结构的确定 (8)3.2 电路元件的选择 (8)3.3元件参数表 (9)第四章电路的设计4.1 Multisim仿真电路图 (10)第五章Multisim仿真分析5.1 自激电路的起振 (11)5.2 电路的调试与输出波形 (11)5.3 数据的测量与记录 (12)5.4 比较分析 (12)第六章矩形波和三角波产生电路6.1 正弦波-矩形波转换电路 (13)6.2 矩形波-三角波转换电路 (14)6.3 正弦波-矩形波-三角波信号发生器 (15)第七章设计小结 (17)第八章参考文献 (18)第一章设计任务1.1 设计任务设计一个正弦信号发生器。
模电函数发生器课程设计报告分解
课程设计报告课程设计名称：《模拟电子技术》系部：三系学生姓名：张梦瑶班级：11通信学号：20110306111成绩：指导教师：袁静开课时间：2012-2013 学年 1 学期目录1 函数发生器的总方案及原理框图 (2)1.1 电路设计原理框图 (2)1.2 电路设计方案设计 (2)2设计的目的及任务 (4)2.1 课程设计的目的 (4)2.2 课程设计的任务与要求 (4)2.3 课程设计的技术指标 (4)3 各部分电路设计 (5)3.1 方波发生电路的工作原理 (5)3.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (5)3.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (8)3.4电路的参数选择及计算 (10)3.5 总电路图 (11)4 电路的安装与调试 (12)4.1 方波---三角波发生电路的安装与调试 (12)4.2 三角波---正弦波转换电路的安装与调试 (12)4.3 总电路的安装与调试 (13)4.4 电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法 (13)5电路的实验结果 (15)5.1单刀双掷开关接47μF电容时电路的实验结果 (15)5.2单刀双掷开关接470μF电容时电路的实验结果 (16)5.3 实验结果分析 (17)6 实验总结 (18)7仪器仪表明细清单 (20)8 参考文献 (21)1．函数发生器总方案及原理框图1.1 原理框图图1 原理框图1.2 函数发生器的总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。
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。
模拟电子函数发生器课程设计报告
模拟电子函数发生器课程设计报告本次课程设计的主题为模拟电子函数发生器，旨在让学生深入理解电子函数发生器的原理和应用，同时通过实验操作，培养学生分析解决问题的能力和创新精神。
本文将从课程设计的目标、内容、方法、实验操作以及效果评价等方面进行阐述。
一、课程设计目标1. 理解电子函数发生器的原理和建立模型的方法；2. 掌握基本的模拟电子函数发生器电路设计方法；3. 能够完成模拟电子函数发生器的搭建和调试；4. 能够对模拟电子函数发生器进行性能测试和优化；5. 培养学生分析问题、创新思维和实验实践能力。
二、课程设计内容本次课程设计包括理论教学和实验操作，其中理论教学主要围绕模拟电子函数发生器的原理、特点、应用和建模方法展开；实验操作则包括以下几个步骤：1. 预备知识：学生要了解函数发生器的基本类型和结构，掌握函数发生器的实验操作流程，以及熟悉基本仪器的使用方法。
同时要学习课程设计所需要的电路设计方法和软件操作等相关知识。
2. 设计电路：学生在掌握预备知识后，开始进行电路的设计。
首先需要根据要设计的波形类型进行分析，然后选择相应的电路结构进行设计。
学生需要注意电路分析和计算，同时对电路中的元器件进行选择和配置，满足要求的波形输出。
3. 搭建和调试电路：学生需要在电路板上完成电路的搭建，并配合示波器、函数发生器、万用表等测试仪器进行调试和优化。
在调试的过程中，学生需要对电路的稳定性、波形精度和频率范围等进行检测和优化，直到满足要求为止。
4. 性能测试：学生需要通过实验测试、比较和分析电路的性能。
这一步需要通过波形观察、示波器测试、频谱测试等手段进行，得出电路的性能参数，并与设计要求进行比较分析。
5. 实验报告：学生需要撰写实验报告，介绍模拟电子函数发生器的原理和设计方法，详细说明实验方案、过程和结果，对实验中的问题进行思考和分析，并提出相应的改进方案和建议。
三、课程设计方法本次课程采用“理论教学、实验操作、自主学习和讨论交流”的教学方法。
模电实训报告函数发生器
一、实训背景函数发生器是模拟电子技术中的重要组成部分，它可以将输入信号转换为所需的波形输出。
在通信、音频、视频等领域有着广泛的应用。
本次实训旨在通过设计和制作一个简易的函数发生器，加深对模拟电子技术中相关原理和电路设计的理解，提高动手实践能力。
二、实训目的1. 理解函数发生器的基本原理和电路结构；2. 掌握常见波形（正弦波、三角波、方波）的产生方法；3. 熟悉电路元件参数的选择和调试；4. 提高动手实践能力，培养团队协作精神。
三、实训内容1. 理论学习首先，我们学习了函数发生器的基本原理，了解了正弦波、三角波、方波的产生方法。
正弦波的产生可以通过RC振荡电路实现，三角波和方波的产生可以通过RC积分电路和RC微分电路结合实现。
2. 电路设计根据实训要求，我们选择设计一个简易的函数发生器，可以产生正弦波、三角波和方波。
电路设计如下：（1）正弦波发生器：采用RC振荡电路，通过调整电路元件参数，使电路产生稳定的正弦波。
（2）三角波发生器：采用RC积分电路和RC微分电路结合，通过调整电路元件参数，使电路产生稳定的三角波。
（3）方波发生器：采用RC积分电路和RC微分电路结合，通过调整电路元件参数，使电路产生稳定的方波。
3. 电路制作与调试根据电路设计，我们按照以下步骤进行电路制作与调试：（1）按照电路图焊接电路元件，注意焊接质量。
（2）连接信号输入和输出端口，将信号输入到电路中。
（3）观察波形输出，根据实际情况调整电路元件参数，使输出波形达到预期效果。
（4）测试不同频率和幅度下的波形输出，验证电路的稳定性和可靠性。
四、实训结果与分析1. 正弦波发生器：通过调整电路元件参数，成功产生稳定的正弦波。
输出波形幅度适中，频率可调。
2. 三角波发生器：通过调整电路元件参数，成功产生稳定的三角波。
输出波形幅度适中，频率可调。
3. 方波发生器：通过调整电路元件参数，成功产生稳定的方波。
输出波形幅度适中，频率可调。
在实训过程中，我们发现以下问题：（1）电路元件参数的选择对波形输出有较大影响，需要根据实际情况进行调整。
函数信号发生器课程设计报告
郑州科技学院模拟电子技术课程设计题目函数信号发生器姓名孙增光专业班级13级电气工程及其自动化4班学号201347105院（系）电气工程学院指导教师周喜完成时间 2015 年 6 月 12 日目录1课程设计的目的 (1)2课程设计的任务与要求 (2)3设计方案与论证 (3)3.1方波、三角波及正弦波的设计 (4)3.2计算机仿真测试 (4)4设计原理及功能说明 (5)5单元电路的设计（计算与说明） (5)6硬件的制作与调试 (5)7总结 (10)参考文献 (15)附录1：总体电路原理图 (18)附录2：元器件清单 (19)1课程设计目的1：进一步巩固熟悉简易函数发生器的电路结构及电路原理并了解波形的转变方式。
2：学会用简单的元器件及芯片制作简单的函数信号发生器，锻炼动手能力。
3：学会调试电路并根据结果分析影响实验结果的各种可能的因素。
2课程设计的任务与要求设计任务：设计一个电路实现方波-三角波-正弦波函数发生器主要技术指标：1）设计、组装、调试函数发生器2）输出波形：正弦波、方波、三角波等3）频率范围：10～100Hz，1000HZ～１０KＨz4) 输出电压：方波Up-p=6V，三角波Up-p=6V，正弦波U>1V；波形特征：方波tr<10s（1kHz，最大输出时），三角波失真系数THD<2%，正弦波失真系数THD<5%。
软件仿真部分元器件不限，只需元件库有即可，但需要注意合理选取。
3 设计方案与论证3.1 方波、三角波及正弦波的设计图1所示产生方波-三角波电路。
工作原理如下：若a点断开，运算放大器A1与R1、R2及R3、Rp1组成电压比较器图1 方波-三角波产生电路运放A2与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器，积分器输入方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，其波形如图2所示。
图2 方波-三角波波形三角波→正弦波的变换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、抗干扰能力强等优点。
函数发生器-模电课设报告
模拟电子技术设计报告20111210 窦瑱妍北京电子科技学院课程设计报告( 2013 -- 2014年度第一学期)名称：模拟电子技术课程设计题目：函数发生器的设计与制作小组成员：20111210 窦瑱妍20111212 宋雅风20111234 于雅婧成绩：日期：2013年11月1日目录一、电子技术课程设计的目的与要求 (3)1.1课程设计目的 (3)1.2课程设计内容与要求 (3)二、课程设计名称及设计要求 (3)2.1课程设计名称 (3)2.2课程设计要求 (3)三、系统框图及简要说明 (4)3.1系统框图 (4)3.2简要说明 (4)四、方案选择与论证 (4)五、单元电路设计 (4)六、总体电路 (6)七、实验过程 (7)八、心得体会 (7)附录I：总原理图 (8)附录II：multisim仿真图 (10)附录III：元器件清单： (11)附录IV：参考文献 (11)一、电子技术课程设计的目的与要求1．课程设计目的课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。
通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
1．课程设计内容与要求（1）教学基本要求要求学生能够查阅有关资料，独立完成选题设计，掌握电子系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。
（2）能力培养要求✧通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
✧通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
模电课程设计--函数发生器(三角波-方波-正弦波)
模拟电子课程设计报告题目：________函数发生器设计_____ 学生姓名：_________王鹏______________ 学号：_________20120230720_______ 自然班：________T1223-7___________ 专业：______自动化（电动车辆工程）__指导老师：_______蒋伟荣______________2014 年6 月一、课题意义（1）通过模拟电子技术的课程设计，让我们对模拟电子电路有更加深入的认识和了解。
（2）以做课程设计来激发学生对模拟电子技术的兴趣，从而为后期的学习提供更大的动力。
（3）以课设的形式让学生对一学期所学习的模拟电子知识进行归纳总结，学以致用。
（4）通过设计函数发生器，我们对模拟电子技术中的积分电路、微分电路以及差分电路原理有更加详细的理解。
（5）通过课程设计培养学生的动手能力。
（6）强化学生的创新能力，以及在学习生活中学会独立的解决问题的能力。
二、函数发生器设计课题要求（1）输出波行：正弦波、方波和三角波..（2）输出频率：300HZ--10KHZ可调（3）输出幅值：30mv-3v可调三、课题方案设计和比较在本次模拟电子课程设计方案设计选择中，我所选择的是方案是通过直流稳压电源（+5V，—5V或者+12V，—12V），通过一个LM324的运放元件的管脚1、2、3形成一个产生正弦波的发生器，而LM324元件的管脚5、6、7形成一个产生方波的发生器，LM324元件的管脚8、9、10形成一个产生三角波的发生器，最后三个函数发生器共用同一个直流稳压电源的接入管脚4、11，其共同连接起来形成一个能够产生正弦波——方波——三角波的函数发生器，函数发生器设计课设要求的电压输出可调幅值30mv-3v，可调频率范围为300HZ--10KHZ则是通过调节所设计的电路中的电位器来实现这一要求的，其实际原理也就是改变接入电路中电阻值的大小来改变输出电压的幅值和频率的。
函数发生器课程设计(大学课设报告)
学号天津城建大学实习报告（生产实习）起止日期：2014 年6 月16 日至2014 年7 月11 日学生姓名班级11电信2班成绩指导教师(签字)计算机与信息工程学院2014年7月11日天津城建大学生产实习任务书2013—2014学年第2学期计算机与信息工程学院电子信息工程专业班级 2 学号11700224设计题目：函数发生器完成期限：自2014 年 6 月16 日至2014 年7 月11 日共4周设计依据、要求及主要内容：一．设计的目的1.进一步熟悉和掌握单片机系统设计和编程原理。
2.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性、控制方法。
3.通过设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。
4.通过实际程序设计和调试，掌握模块化程序设计方法和调试技术。
5.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，了解开发单片机应用系统的全过程，为今后从事相应开发打下基础。
二．设计的基本要求1.认真认识设计的意义，掌握设计工作程序，学会使用工具书和技术参考资料，并培养科学的设计思想和良好的设计作风。
2.提高模型建立和设计能力，学会应用相关设计资料进行设计计算的方法。
3.提高独立分析、解决问题的能力，逐步增强实际应用训练。
4.设计的说明书要求简洁、通顺，电路图内容完整、清楚、规范。
三．设计主要内容a) 设计实现功能STC12C5A60S2（引脚排序及基本功能同AT89S51）作为主控芯片，设计电路，完成函数发生器，实现功能：1.可通过按键控制输出锯齿，三角，正弦，方波等波形。
2.可通过按键调整频率和幅度。
b) 原理图设计1.原理图设计要符合项目的工作原理，连线要正确。
2.图中所使用的元器件要合理选用，电阻、电容等器件的参数要正确标明。
3.原理图要完整，CPU、外围器件、外扩接口、输入/输出装置要一应俱全。
c) 程序调计1.根据要求，将总体功能分解成若干个子功能模块，每个功能模块完成一个特定的功能。
2.根据总体要求及分解的功能模块，确定各功能模块之间的关系，设计出完整的程序流程图。
《模电函数发生器》课程设计实验报告_图文.
东华理工大学能源与动力工程学院本科生课程设计题目:函数发生器的设计课程:模拟电子技术基础专业:电子科学技术班级:学号:姓名:指导教师:完成日期:第一部分任务及指导书(含课程设计计划安排《模拟电子技术》课程设计任务指导书课题:函数发生器的设计一个电子产品的设计、制作过程所涉及的知识面很广;加上电子技术的发展异常迅速,新的电子器件的功能在不断提升,新的设计方法不断发展,新的工艺手段层出不穷,它们对传统的设计、制作方法提出了新的挑战。
但对于初次涉足电子产品的设计、制作来说,了解并实践一下电子产品的设计、制作的基本过程是很有必要的。
由于所涉及的知识面很广,相应的具体内容请参考本文中提示的《模拟电子技术基础实验与课程设计》、《电子技术实验》等书的有关章节。
函数发生器的简介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,一、函数发生器的工作原理本课题中函数发生器电路组成框图如下所示: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。
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本科生课程设计题目：函数发生器的设计课程：模拟电子技术基础专业：电气工程及其自动化班级：09电气四班学号：9210090821姓名：王琨指导教师：王枫完成日期： 2010.1.1第一部分任务及指导书（含课程设计计划安排）《模拟电子技术》课程设计任务指导书课题：函数发生器的设计一个电子产品的设计、制作过程所涉及的知识面很广；加上电子技术的发展异常迅速，新的电子器件的功能在不断提升，新的设计方法不断发展，新的工艺手段层出不穷，它们对传统的设计、制作方法提出了新的挑战。
但对于初次涉足电子产品的设计、制作来说，了解并实践一下电子产品的设计、制作的基本过程是很有必要的。
由于所涉及的知识面很广，相应的具体内容请参考本文中提示的《模拟电子技术基础实验与课程设计》、《电子技术实验》等书的有关章节。
函数发生器的简介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，一、函数发生器的工作原理本课题中函数发生器电路组成框图如下所示：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同样由积分环节来完成。
电压比较器实现方波的发生，方波通过积分环节可以将方波变换成三角波，同样将三角波通过积分环节可将三角波变换成正弦波。
图1-1 函数发生器电路组成框图二、设计目的1．掌握电子系统的一般设计方法。
2．掌握模拟IC器件的应用。
3．培养综合应用所学知识来指导实践的能力。
三、设计要求及技术指标1．设计、组装、调试函数发生器2．输出波形：正弦波、方波、三角波；3．频率范围：在10－10000Hz范围内可调；4．输出电压：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ>1V；四、设计所用仪器及器件1．直流稳压电源2．双踪示波器3．万用表4．运放7415．电阻、电容若干方波三角波正弦波五、日程安排1．布置任务、查阅资料，方案设计。
（一天）根据设计要求，查阅参考资料，进行方案设计及可行性论证，确定设计方案，画出详细的原理图。
2．上机在EDB（或EDA）对设计电路进行模拟仿真调试、画电路原理接线图。
（半天）要求在虚拟仪器上观测到正确的波形并达到规定的技术指标。
3．电路的装配及调试。
（两天半）在面包板上对电路进行装配调试，使其全面达到规定的技术指标，最终通过验收。
4．总结报告。
（一天）六、课程设计报告内容：总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下：1．课程设计的目和设计的任务2．课程设计的要求及技术指标3．总方案的确定并画出原理框图。
4．各组成单元电路设计，及电路的原理、工作特性(结合设计图写)5．总原理图，工作原理、工作特性（结合框图及电路图讲解）。
6．电路安装、调试步骤及方法，调试中遇到的问题，及分析解决方法。
7．实验结果分析，改进意见及收获。
8．体会。
七、电子电路设计的一般方法：1．仔细分析产品的功能要求，利用互连网、图书、杂志查阅资料，从中提取相关和最有价值的信息、方法。
（1）设计总体方案。
（2）设计单元电路、选择元器件、根据需要调整总体方案。
（3）计算电路（元件）参数。
（4）绘制总体电路初稿。
（5）上机在Mulitisim（或EDA）电路实验仿真。
（6）绘制总体电路。
2．明确电路图设计的基本要求进行电路设计。
并上机在Mulitisim（或EDA）上进行电路实验仿真，电路图设计已有不少的计算机辅助设计软件，利用这些软件可显著减轻了人工绘图的压力，电路实验仿真大大减少人工重复劳动，并可帮助工程技术人员调整电路的整体布局，减少电路不同部分的相互干扰等等。
3．掌握常用元器件的识别和测试。
电子元器件种类繁多，并且不断有新的功能、性能更好的元器件出现。
需要通过互连网、图书、杂志查阅它们的识别和测试方法。
对于常用元器件，不少手册有所介绍。
4、熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。
通过排除电路故障，提高电路性能的过程，巩固理论知识,提高解决实际问题的能力。
5、独立书写课程设计报告。
第二部分课程设计报告目录1设计的目的及任务 (1)1.1 课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的任务与要求 (1)1.3 课程设计的技术指标 (1)2 电路设计总方案及原理框图 (2)2.1 电路设计原理框图 (2)2.2 电路设计方案设计 (2)3 各部分电路设计 (3)3.1 方波发生电路的工作原理 (3)3.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (3)3.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (6)3.3电路的参数选择及计算 (8)3.5 总电路图 (8)4 电路仿真 (10)4.1 方波---三角波发生电路的仿真 (10)4.2 三角波---正弦波转换电路的仿真 (12)5 电路的安装与调试 (15)5.1 方波---三角波发生电路的安装与调试 (15)5.2 三角波---正弦波转换电路的安装与调试 (15)5.3 总电路的安装与调试 (15)5.4 电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法 (16)6电路的实验结果 (17)6.1 方波---三角波发生电路的实验结果 (17)6.2 三角波---正弦波转换电路的实验结果 (17)6.3 实测电路波形、误差分析及改进方法 (18)7 收获与体会 (19)8 仪器仪表明细清单 (20)参考文献 (21)一．设计的目的及任务（一）课程设计的目的1．掌握电子系统的一般设计方法。
2．掌握模拟IC器件的应用。
3．培养综合应用所学知识来指导实践的能力。
（二）课程设计的任务与要求1．仔细分析产品的功能要求，利用互连网、图书、杂志查阅资料，从中提取相关和最有价值的信息、方法。
（1）设计总体方案。
（2）设计单元电路、选择元器件、根据需要调整总体方案。
（3）计算电路（元件）参数。
（4）绘制总体电路初稿。
（5）上机在Mulitisim（或EDA）电路实验仿真。
（6）绘制总体电路。
2．明确电路图设计的基本要求进行电路设计。
并上机在Mulitisim（或EDA）上进行电路实验仿真，电路图设计已有不少的计算机辅助设计软件，利用这些软件可显著减轻了人工绘图的压力，电路实验仿真大大减少人工重复劳动，并可帮助工程技术人员调整电路的整体布局，减少电路不同部分的相互干扰等等。
3．掌握常用元器件的识别和测试。
电子元器件种类繁多，并且不断有新的功能、性能更好的元器件出现。
需要通过互连网、图书、杂志查阅它们的识别和测试方法。
对于常用元器件，不少手册有所介绍。
4．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。
通过排除电路故障，提高电路性能的过程，巩固理论知识,提高解决实际问题的能力。
5．独立书写课程设计报告。
（三）课程设计的技术指标1.设计、组装、调试函数发生器；2.输出波形：正弦波、方波、三角波；3.频率范围：在10－10000Hz范围内可调；4.输出电压：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ>1V；二．电路设计总方案及原理框图（一）电路设计原理框图函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。
电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。
根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
现在我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易发生器。
我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。
在达到课题要求的前提下保证经济、方便、优化的设计策略。
按照设计的方案选择具体的原件，焊接出具体的实物图，并在实验室对焊接好的实物图进行调试，观察效果并与最初的设计要求的性能指标作对比。
最后分析出现误差的原因以及影响因素。
积分器图2-1 函数发生器电路组成框图（二）电路设计方案设计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同样通过积分环节。
三．各部分电路设计（一）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。
图3-1 方波发生电路U-=UcU+= (R3/ (R3+R4+Rp2)) (+Uz)Ut = (R3/ (R3+R4+Rp2)) (+Uz)Uc (t) =Uc (oo) + [Uc (0)-Uc (oo)] e ^-t/τUt+=Uz+ [Ut_-Uz]T=2τ/ln (1+2R3/（R4+Rp2))（二）方波---三角波转换电路的工作原理图3-2 方波-三角波产生电路图图3-3 比较器的电压传输特性图3-4 方波----三角波变换工作原理如下：若a点断开，运算发大器A1与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器，C2为加速电容，可加速比较器的翻转。
运放的反相端接基准电压，即U-=0，同相输入端接输入电压Uia，R1称为平衡电阻。
比较器的输出Uo1的高电平等于正电源电压+Vcc，低电平等于负电源电压-Vee（|+Vcc|=|-Vee|）, 当比较器的U+=U-=0时，比较器翻转，输出Uo1从高电平跳到低电平-Vee,或者从低电平Vee跳到高电平Vcc。
设Uo1=+Vcc,则2635TURRRU+±=±631425)4RRCRT+=mopUR2132T+±131242)(ppCRR+312231231()0CC ia R RP R U V U R R RP R R RP ++=++=++++将上式整理，得比较器翻转的下门限单位Uia-为 223131()CC CC ia R R U V V R RP R RP ---=+=++若Uo1=-Vee,则比较器翻转的上门限电位Uia+为 223131()EE CC ia R R U V V R RP R RP +-=-=++比较器的门限宽度2312H CC ia ia R U U U I R RP +-=-=+由以上公式可得比较器的电压传输特性，如图3-71所示。