简易信号发生器和简易频率计

中原工学院

电子技术综合课程设计任务书

目录

第一张概述 (3)

第二章课程设计基本步骤和方法 (4)

第三章设计题目及内容 (6)

第四章心得体会 (16)

第五章主要设备及清单 (17)

第六章参考文献 (19)

第七章附录 (20)

概述

电子技术综合是高校电子类专业的重要技术课程，是继开设的“电子线路”、“数字电子技术”、“模拟电子技术”和“EDA”后的一门独立的课程，是加强学生专业实践，培养学生运用理论知识解决实践问题、训练科学实验能力和创新能力的主要环节。

在教师的指导下，学生通过综合运用所学知识，结合电子技术方面某一专题独立的开展电路的设计、安装与实验。其基本任务一方面是巩固模拟电子技术、数字电子技术课程及前期基础性试验的学习成果，两一方面是培养和训练学生的科学作风及其在电子技术方面的实践技能，提高学生综合运用电子技术知识解决实际问题的能力。

该课程是时间性非常强的课程，强调学生对电子技术的应用，运用所学的知识来解决实际的问题，学生通过熟悉设计任务、查找资料、设计电路、计算机仿真、安装调试和总结书写设计报告环节，学会自己分析、找出解决问题的方法；对设计中遇到的问题，能独立思考，查阅资料，寻找答案；掌握一些测试电路的基本方法，实践中出现一般故障，能通过“分析、观察、判断、实验、在判断”的基本方法独立解决；初步掌握电子工程设计的思路和方法，学习电子产品生产工艺的基本知识和基本操作技能，为将来能在工

作岗位上灵活运用所学的知识以及学习接受新的电子技术知识打下良好的基础。

第二章课程设计基本步骤和方法

1.方案设计

根据设计任务书给定的技术指标和条件，初步设计出完整的电路（预设计）。

主要任务是准备好实验文件，其中包括：划出方框图；画出构成框图的个单元的逻辑电路图；画出整体逻辑图；提出元器件清单；画出连接图。要完成这一阶段的任务，需要设计者进行反复思考，大量参阅文献和资料，将各种方案进行比较及可行性论证，然后才能将方案确定下来。具体步骤是：

A明确带设计系统的总体方案；

B把系统方案划分为若干相对独立的单元，把每个单元的功能再由若干个标准器件来实现，划分为单元的数目不宜太多，但也不能太少。

C设计并实施各个单元电路。

D把单元电路组成带设计系统。

衡量一个电路设计的好坏，主要是看是否达到了技术指标及能否长期可靠的工作。此外还应考虑经济适用、容易操作、维修方便，为了设计出比较合理的电路，设计者出路要具备丰富的经验和较强的想象力之外，还应该尽可能多的熟悉各种典型电路的功能，只要将所学过的知识融会贯通，反复思考，周密设计，一个好的电路方案是不难得到的。

2.方案实验

对所选定的设计方案进行安装调试。

3.工艺设计

完成制作试验样机所必须的文件资料，包括整机结构设计及印制电路板设计等。

4.样机制作及调试

包括组装、焊接、调试等。

5.总结鉴定

考核样机是否全面达到规定的技术指标，能否长期可靠的工作，同时写出设计总结报告。

第三章设计题目及内容

3.1简易信号发生器和简易频率计

3.1.1设计任务书

一、设计目的

1.掌握正弦波、方波及三角波信号发生器的设计、组装与调试方法；

2.掌握数字频率计的设计与调试方法；

二、设计任务及要求

1.设计一个正弦波、方波和三角波发生器

（1）频率可调范围：2HZ--20HZ、20HZ--200HZ、200HZ--2KHZ、2KHZ--20KHZ；

（2）幅度可调范围：0--5V；

（3）直流偏置可调。

2.设计一个简易数字频率计

（1）测量频率范围：1--100KHZ，显示单位为HZ;

(2)输入电压幅度Vpp:100MV--10V；

(3)输入测量误差：≤5‰;

(4)输入信号波形：任一周期信号

(5)显示方式：六位十进制数显示。

三、成果要求

1.设计报告一份；

2.原理图和PCB图；

3.器件清单；

4.电路实体和仿真。

3.1.2基本原理

一、简易信号发生器

运用集成运算放大器为主要器件，设计一个正弦波、三角波和方波产生电路，具有输出幅度调节、直流偏置调节和频率调节的功能；实现此功能的原理框图如图3-1所示。

图3-1信号发生器原理框图

1.正弦波振荡电路

由RC桥式正弦波振荡电路产生正弦波,正弦波的频率可通过R和C来调节。要求设计的电路频率为四个两成，可通过改变电容值来进行量程的切换，但所选择的最大电容不应超过几个微法。

RC桥式振荡电路为了实现频率的微调功能，可将R选择为符合要求的电位器。当量程确定之后，通过调节电位器便可实现频率的微调。为了保护电路，电位器通常要和一个小电阻串联。

为了使RC桥式正弦波振荡电路产生对称的正弦波，应选用双电源供电的运算放大器。

2.调偏电路

通常RC桥式正弦波振荡电路产生的正弦波的偏移不会很大，但是经过逐级放大、器件本身的离散型以及高频时电容充放电的影响，输出的三角波会产生严重偏移，所以需要在电路中设置直流偏置电路，来调节偏移。偏执电路可由运算放大器组成的加法运算电路来实现，即实现正弦波和可调直流电压的叠加。这样不仅可以调节正弦波直流偏置，还可以调节后面电路产生的方波以及三角波的偏执。为了避免调偏电路产生的正弦波产生失真，通常调偏电路的放大倍数应小于1。

3.方波发生器

方波发生器可由运算放大器组成的过零比较器来实现。

4.三角波发生器

有运算放大器组成的积分电路可实现方波到三角波的转换。方波、三角波的频率与正弦波相同，均由RC正弦波振荡电路来调节。

在积分电路中，积分时间常数与信号的频率应匹配，否则会导致输出三角波失真。信号的频率分为四个量程，因此积分电路中也应对应四个电容值，通过调节电容获得较好的三角波。如图3-2（a）所示，积分时间常数过小，

电容充放电速

度过快，很快进

入运放饱和区，