湖南商学院申千林

湖南商学院

《电子技术》课程设计报告

题目波形信号发生器

姓名: 申千林

学号:

专业: 电子信息工程

班级:

指导教师: 周开军

职称: 副教授

北津学院计电系

目录

1设计任务与要求 (1)

1.1设计任务 (2)

1.2设计要求 (2)

2总体方案设计 (1)

2.1课题分析 (2)

2.2系统原理框图 (2)

3单元电路设计与计算 (1)

3.1正弦波发生器 (2)

3.2方波-三角波发生器 (2)

4系统电路图 (1)

5仿真分析与安装调试 (1)

5.1仿真分析 (2)

5.2安装调试 (2)

6总结 (1)

参考文献 (15)

附录 (16)

课程设计评审表

姓名申千林系部计算机与电子

工程系

学号

专业班级

题目波形信号发生器

评

审

意

见

评审成绩

指导教师签名职称评审时间年月日

课程设计作品验收表题目波形信号发生器

参与人员姓名申千林班级电信0921学号090912020

设计任务与要求：

作品完成情况：

验收情况：

验收教师签名：___________

年月日

波形信号发生器

1 设计目的与要求

1.1 设计目的

课程设计是在校学生素质教育的重要环节，是理论与实践相结合的桥梁和纽带。通过课程设计，使学生加巩固和加深对电子电路基本知识的理解，掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力；培养书写综合实验报告的能力。以及学会查寻资料、方案设计、方案比较，以及单元电路设计计算等环节，进一步提高学生综合运用所学知识的能力，提高分析解决实际问题的能力。锻炼分析、解决电子电路问题的实际本领，通过此综合训练,为以后毕业设计打下一定的基础。

1.2设计要求

实物作品元器件布局合理、电路整洁，能够输出正弦波、方波和三角波等三种波形，其频率（100~10KHz）可调，通过调试；设计报告内容完整、格式正确，其中所有电路图的制作应采用EDA软件正确绘制，要有仿真结果；电路图中的图形符号须符合国家或国际标准。

2 总体方案设计

2.1 课题分析

根据设计的要求，对波形信号产生部分电路设计可以有多种方案，如模拟电路实现，数字电路实现，模数结合共同实现等。但鉴于波形信号连续性的特点和器材原因，采用模拟电路来全部实现更为方便和适合。

2.2系统原理框图

3 单元电路设计与计算

3.1 正弦波发生器

采用的是由集成运算放大器LM324构成的RC文氏电桥振荡器，它适用于产生1~1MHz的低频信号，具有选频作用好、振幅稳定、频率调节方便和制作成本低等特点。其图如下所示：

图1 RC文氏电桥振荡器

图1中,R、C为串、并联选频网络，接于运算放大器LM324的输出与同相输入之间，构成正反馈，以产生正弦自激振荡。其余部分是带有负反馈的同相放大电路，R1、R2、RV3构成负反馈网络，调节RV3可改变负反馈系数，从而调节放大电路的电压增益，使其满足振荡的幅值条件。二极管D1、D2的作用是有利于正弦波的起振和稳定输出幅度，改善输出波形。当输出电压vo的幅值很小时，D1、D2开路，等效电阻Rf较大，Avf=Vo/Vp=（R2+Rf）/R2较大，当大于3时，有利于起振；而当输出电压vo的幅值较大时，二极管D1、D2导通，Rf减小，Avf随之下降，当等于3时，vo幅值趋于稳定。

已知fo=100~10KHz，由振荡器的频率公式fo=1/（2*3.14*RC），得

RC=1/（2*3.14*fo），取C=0.033uF，则RV1、RV2可取20K可调。

由于AVf>3，则要求Rf>2*R2，取R2=16K，R1=10K，RV3取50K可调即可。

这些参数可能还要视实际电路调试情况而稍作改变。

3.2 方波-三角波发生器

由电压比较器和积分器构成的方波-三角波发生器电路图如下所示。

图2 方波-三角波发生器

图2中，左端的LM324构成的是电压比较器，右端的是积分器，分别用来产

生方波和三角波。积分电路的输出电压反馈至电压比较器的输入端，形成闭环，使电路产生自激振荡。由于采用了积分电路，使方波-三角波发生器的性能大为改善，不仅得到的三角波线性度比较理想，且振荡频率和幅值也便于调节。

电路中，输出方波的幅值由稳压二极管决定，被限制在+Vz之间，三角波的幅值

Vo2m=|+（R3/R4）Vz|=（R3/R4）Vz。

因vo2由0上升到Vo2m所需时间为1/4T，故

Vo2m=VzT/（4*RV4*C3）

如果要维持三角波幅值不变，则R3、R4的阻值不变，可取R3=10K，R4=20K。

由Vo2m=VzT/（4*RV4*C3）=（R3/R4）Vz，可知T= （4*R3*RV4*C3）/R4 已知fo=100~10KHz，由于三角波和方波的振荡频率相同，都为

fo=1/T=R4/（4*R3*RV4*C3），则取C3=0.47uF，RV4=10K可调

4 系统电路图

将单元电路整合成系统电路图，如下图所示。

图3 系统电路图

5 仿真分析与安装调试

5.1 仿真分析

如下图所示：

图4正弦波、方波和三角波三种波形仿真

5.2 安装调试

首先，搞清集成运算放大器LM324的基本特点和引脚排列图。

图4 LM324引脚图

其次把两部分的电路接好，进行整体测试、观察。针对各阶段出现的问题，逐各查校验，使其满足实验要求分别把各电阻放入适当位置，尤其注意电位器的接法；

按图接线，注意直流源的正负及接地端调节R4，使三角波的幅值满足指标要求；调节R2，微调波形的频率；观察示波器，各指标达到要求后进行下一部按装电阻、电位器、电容、二极管和稳压管的识别和接法。

再次，布局和焊接。按单元电路来，将元器件放在万能板合适位置，使之看上去整洁美观，然后连线，最好是连好一部分就检查一部分，以便