555信号发生器课程设计

西北农林科技大学电子技术课程设计

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日期6月17日—6月28日

目录

第一章、设计任务及要求.......................................................................................................... - 1 - 第二章、信号发生器设计方案.................................................................................................. - 1 -

2.1 总体设计方案论证及选择：....................................................................................... - 1 -

2.2函数信号发生器总体方案框图.................................................................................... - 1 - 第三章、单元电路原理与电路.................................................................................................. - 2 -

3.1方波发生电路................................................................................................................ - 2 -

3.1.1方案选择............................................................................................................. - 2 -

3.2方波——三角波转换电路原理图................................................................................ - 4 -

3.3三角波——正弦波转换电路原理图............................................................................ - 5 - 第四章电路的安装与调试........................................................................................................ - 8 - 第五章设计总结...................................................................................................................... - 12 -

5.1经验：.......................................................................................................................... - 12 -

5.2不足：.......................................................................................................................... - 12 -

5.3感想：.......................................................................................................................... - 12 - 附录 ........................................................................................................................................... - 12 - 元件清单列表.................................................................................................................... - 12 - 参考文献.................................................................................................................................... - 13 - 鸣谢 ........................................................................................................................................... - 13 -

第一章、设计任务及要求

设计要求：用555定时器设计一个信号发生器，要求输出方波、三角波、正

弦波并，设计输出电压及频率

第二章、信号发生器设计方案

2.1 总体设计方案论证及选择：

方案一：通过RC震荡电路产生正弦波，然后经过过零比较器，产生三角波，在通过积分电路产生方波。其中，RC震荡电路为RC桥式正弦振荡电路，然后通过放大器构成过零比较器来实现方波的转换，在通过反向积分电路来实现方波到三角波的转化。

方案二：可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函

数信号发生器IC产生。早期的函数信号发生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300kHz，无法产生更高频率的

信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。

方案三：可以按照方波——三角波——正弦波的顺序来设计电路，其中，方波可以通过模电中的方波发生电路来产生，也可以通过数电中的555多谐振荡电路来产生，方波到三角波为积分的过程，三角波到正弦波可以通过低通滤波来实现，也可以利用差分放大器的传输非线性来实现或者通过折现法来实现。

可行性分析：

纵观以上N种方案，对比如下，本着自己动手的观念，首先排除第二种用集成芯片的方法，因为这种方法对设计的要求太低；其次分析方案一可得其RC桥式正弦震荡电路的占空比受R和C共同影响，调节频率时需要调节的元器件参数太多，比较繁琐，并且此震荡电路的频率也不是很好的满足设计的要求。所以综上所述，选择方案三来实现本次的课程设计：555多谐振荡器的频率很好计算和调节，并且输出的波形比较准确；波到三角波的转化可通过简单RC积分电路来实现；角波到正弦波可通过简单RC低通滤波器来实现也可通过折现法或者差分法来实现。分析方案得：各个不分的实现有多种办法，但也许理论上比较好的方法在实践中由于环境的种种原因可能并不是最好的，所以最终的方案的细节有待在试验仿真中作进一步的确定。

2.2函数信号发生器总体方案框图

首先，将555定时器接成多谐震荡电路，多谐震荡电路的输出便是方波，接着接一个RC积分电路，从而产生三角波，最后接一个无源低通滤波器，从而产生正弦波。如框图2.2-1所示。