电子技术课程设计
所属学院：电气信息工程学院
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学号：
指导老师：
同组成员：
完成时间： 2016年1月16日
目录
（1）设计题目名称
（2）设计任务、技术指标和要求
（3）设计方案选择与论证
（4）总体电路的原理和功能框图（方案比较和说明）（5）功能块及单元电路的设计与主要参数计算，元器件选择和电路参数计算的说明等
（6）全部元器件、型号清单
（7）仿真过程波形和结果
（8）PCB底版布线图及说明（选择）
（9）课程设计体会和收获
课程题目：波形发生器
一、设计目的
1.掌握运用模数电知识的应用能力
2.提高自身动手能力与实践能力
二、设计任务、技术指标及要求
1.设计任务
设计制作一台能产生方波、锯齿波、正弦波和三次正弦波的波形发生器。
2.技术指标
①输出波形频率范围为0.02Hz~20kHz且连续可调；
②正弦波幅值为±10V，失真度小于2%；
③方波幅值为10V；
④锯齿波峰-峰值为20V；
⑤各种波形幅值均连续可调；
3.设计要求
①设计电路所需的直流电源；
②出集成运放、二极管、电阻、电容、电位器、转换开关等全部元件的清单；
三、设计方案选择与论证
（1）使用NE555芯片构成多谐振荡器，输出方波；
（2）从NE555的THR 与THI 端引出信号接上一个比例放大器即可产生锯齿波，同时作为产生正弦波与三次正弦波的输入；
（3）让锯齿波通过一个KHz f H 10=的二阶无源低通滤波器，通过滤波产生一次，8KHz 到10KHz 的正弦波；
（4）让锯齿波通过一个24KHz~30KHz 的带通滤波器，输出三次正弦波。
其中滤出三次谐波的理论依据是，由于锯齿波是一个关于t 的周期函数，并且满足狄利克里条件：在一个周期内具有有限个间断点，且在这些间断点上，函数是有限值；在一个周期内具有有限个极值点绝对可积，则有如下公式（*）成立。
称为积分运算()t f 的傅里叶变换
()()dt e t f w F jwt -∞
∞
-⎰
=
（*）
根据欧拉公式2
cos 000t
jw t jw e e t w -+=
就可以将锯齿波中的三次正弦波滤出来。
四、总体电路的原理与功能框图
（1）功能框图
555定时器
小信号锯齿波比例放大锯齿波
二阶无源低通
正弦波
带通滤波器
三次正弦波
多谐振荡方波
（2）原理图
五、功能块及单元电路的设计与主要参数计算，元器件选
择和电路参数计算的说明等
（1）方波产生电路
方波由NE555芯片搭建的多稳态谐振器振动产生，频率可调，为8~KHz
KHz
10，参考NE555芯片使用手册可知，芯片输出波形的峰峰值为10V左右。
从NE555的THR 与THI 端引出信号接上一个比例放大器即可产生锯齿波，同时作为产生正弦波与三次正弦波的输入；
让脉冲波的占空比接近一半。
锯齿波发生电路是一个反向比例运
算电路，由公式⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛-=R
R u f
o u 参数的选择如下：
Ω
=Ω==K R K R V u f o 35101取
由
让锯齿波通过一个二阶无源低通滤波器，通过两次滤波产生一次正弦波；
f=2π*RC=26.5k
（4）三次正弦波产生电路
让锯齿波通过一个24KHz~30KHz 的带通滤波器，输出三次正弦波。
无限增益多路反馈电路原理图
该电路有以下公式方便参数选择
1
3
0002
3212
12
02)(R R A w BW BW f
BW w Q C R R R R R w v -=<<≈
+=
时或
对电路的波形进行仿真，发现峰峰值比较小，与实验要求差距较大，由1
323212
1202R R A C R R R R R w v
-=+=
，，可知，缩小1R 的值会使放大倍数v A 增大，而且对通带的中心频率0w 影响也较小。
电容值取实验室有的电容
nF C 3.3=。
最终三次正弦波产生电路如下：
六、全部元器件、型号清单
材料值封装NE555芯片DIP8 LM324 DIP14
电阻R1 1 Kohm AXIAL-0.4
电阻R2 6 Kohm AXIAL-0.4 电阻R4、R6、R7、R9 10 Kohm AXIAL-0.4 电阻R8、R10、R11 600 ohm AXIAL-0.4 电阻R5 35 Kohm AXIAL-0.4
电阻R16 200 ohm AXIAL-0.4
电阻R17 16K ohm AXIAL-0.4
电阻R18 182 ohm AXIAL-0.4 电阻R19、R20 2 Kohm AXIAL-0.4 滑动变阻器R3 2 Kohm AXIAL-0.4 电容C1、C2、C3、C4 0.01 uF RAD-0.3 电容C5、C6 3.3 nF RAD-0.3
七、仿真过程波形和结果
1、仿真结果
（1）方波
（2）锯齿波
（3）正弦波
（4）三次正弦波
2、实测波形（由于实际元件难以满足所需元件参数，故有一定误差）（1）方波
e
（2）锯齿波
（3）正弦波
（4）三次正弦波
八、PCB底版布线图及说明
应用Altium Designer进行PCB布线原理图
PCB布线图
其中，顶层布线的有：R16上端到LM324芯片U1的第一个引脚、R7右端到555芯片*1的第二个引脚、555芯片*1的第四号引脚到其第八号引脚、R1右端到R6的下端；
剩余所有布线均为底层布线。
P1为方波输出端
P2为锯齿波输出端
P3为正弦波输出端
P4为三次正弦波输出端
九、课程设计体会和收获
作为一个电气专业的学生，我深知课程设计的重要性。
这次实习我从刚开始的什么都不懂不会不敢不碰，到现在的基本了解了一个电路元件是如何构成的，还有以前看的集成板上让人难琢磨的电路焊接图我都可以看懂一些了，其中的电路仿真也让我对以前学习的电路知识有了详细地了解。
我们顺利完成了这周的模拟电子的课程设计。
完成这次课程设计我觉得收获很多，不但进一步掌握了模电的知识及一门专业仿真软件的基本操作，还提高了自己的设计能力及动手能力。
更多的是让我看清了自己，明白了凡事需要耐心，实践是检验真理的唯一标准。
理论知识的不足在这次实习中表现的很明显。
这将有助于我今后的学习，端正自己的学习态度，从而更加努力的学习。
只有这样我们才能真正的去掌握它，而不是只懂得一点皮毛。
同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。
只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。
团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。
而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。
“千里之行,始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。
我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。
在此感谢我们的老师，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次模电设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。
而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。
同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。
由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。