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
检测各部分功能的完好性。
最后，系统电路调试检查。
将焊接好的单元电路连接起来，将各电位器调在仿真图最佳输出效果对应的阻值附近，进行细调，以在示波器上观察到的输出波形效果为准。
6 总结
通过一周的课程设计，在这几天的学习过程中让我们感受坡深，我们掌握了常用元件的识别和测试，懂得如何提高电路的性能，最重要的是在实践中理解了书本上的知识，明白了学以致用的真谛，进一步提高的自己的动手能力等等。
在设计过程中当我们第一次面对要讲如此多的电线焊接在一个手掌大地电路板上在实验过程中，我们遇到了不少的问题。
比如：波形失真，甚至不出波形这样的问题。
在老师和同学的帮助下，把问题一一解决，那种心情别提有多高兴啦。
实验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题，有些理论知识还处于懵懂状态，老师们不厌其烦地为我们调整波形，讲解知识点，感觉很困难，但只要将电路原理图弄清慢慢地焊接，发现没多久终于完成了，但是焊接好后遇到不少的问题如波形失真，甚至不能出波形，然后自己通过询问同学或是查阅资料终于将问题解决，通过这些确实让我觉得收获很多。
参考文献
[1] 彭介华.电子技术课程设计指导. 北京：高等教育出版社.
[2] 张玉璞，李庆常.电子技术课程设计. 北京：北京理工大学出版社.
[3] 梁宗善. 电子技术基础课程设计. 武汉：华中理工大学出版社.
[4] 康华光.电子技术基础模拟部分（第五版）. 北京：高等教育出版社，2006.
[5] 陈大钦，罗杰. 电子技术基础实验（第三版）. 北京：高等教育出版社，2008.
附录
表1元件清单
元件名称型号参数数量
集成运算放大器LM324 1
滑动变阻器RV120K 1
滑动变阻器RV220K 1
滑动变阻器RV3100K 1
滑动变阻器RV410K 1
电阻R110K 1
电阻R216K 1
电阻R310K 1
电阻R420K 1
电阻R5 3.3K 1
电阻R6100K 1
电解电容0.47uF 2
陶瓷电容0.033uF 1
万能板S-1 1
2
11。