模拟电子技术
——课程设计报告
题目：信号发生器
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目录（信号发生器）
1 信号发生器的总方案及原理框图
1.1 电路设计原理框图
1.2 电路设计方案设计
2 设计的目的及任务
2.1 课程设计的目的
2.2 课程设计的任务与要求
2.3 课程设计的技术指标
3 各部分电路设计
3.1 正弦波产生电路的工作原理
3.2 正弦波——方波发生电路的工作原理3.3 方波——三角波转换电路的工作原理3.4 电路的参数选择与计算
3.5 总电路图
4 电路的仿真
4.1 正弦波发生电路仿真
4.2 方波——三角波发生电路的仿真
5 电路的安装与调试
5.1 正弦波发生电路的安装与调试
5.2 正弦波——方波的安装与调试
5.3 方波——三角波的安装与调试
5.4 总电路的安装与调试
5.5 电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法
6 电路的实验结果
6.1 正弦波发生电路的实验结果
6.2 正弦波——方波转换电路的实验结果6.3 方波——三角波转换电路的实验结果
6.4 实测电路误差分析及改进方法
7 实验总结
1 信号发生器的总方案及原理框图
1.1 电路设计原理框图
电路设计原理框图如图1所示。

三角波
图1 电路设计原理框图
1.2 电路设计方案设计
1、采用RC串并联网络构成的RC桥式振荡电路产生正弦波。

2、将第一级送出的正弦波经过第二级的滞回电压比较器输出方波。

3、将第二级的方波通过第三级的积分器输出三角波。

4、电路完成。

2 设计的目的及任务
2.1 课程设计的目的
1、学习用集成运放构成正弦波、方波、三角波发生器。

2、学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法。

2.2 课程设计的任务与要求
1、设计出能产生正弦波、方波和三角波的函数发生器。

2、完成电路的仿真操作，并安装实际电路。

3、完成对焊接电路的检验工作。

4、确保无误后，安装芯片，接入电源，开始测试。

5、调试，实现功能并记录测试数据的结果。

6. 教师检查并评分，上交设计作品，完成实验报告。

要求
1、了解电路设计原理，清楚设计容。

2、掌握Multisim8软件的使用和电路的测试方法。

3、电路原理图绘制正确（即仿真电路图）。

4、电路仿真达到技术指标。

5、掌握电路的指标测试方法。

6、实际电路达到技术指标。

2.3 课程设计的技术指标
1、输出为正弦波、方波、三角波三种波形。

2、输入的电压均为双极性。

3 各部分电路设计
3.1 正弦波产生电路的工作原理
1、RC桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）
图2为RC正弦波振荡器。

图2 RC桥式正弦波振荡器
电路中RC串、并联电路构成正反馈支路，同时兼做选频网络，R1、R2、RP 及二极管等元件构成反馈和稳幅环节。

调
节电位器R7，可以改变负反馈深度，满足振荡的振幅条件和改善波形。

电路的振荡频率 3921
0C R f π=
起振的幅值条件 (R4+R13+R5)/R 168>=2
式中，。

为二极管正向导通电阻并联D D RP f r r R R R R ),(32++=
调整反馈电阻7R （调RP R ），使电路起振，且波形失真最小。

如果不能起振，则说明负反馈太强，应适当加大7
R 。

如果波形失真严重，应适当减小7
R 。

改变选频网络的参数C 或R ，即可调节振荡频率。

一般采用改变电容C 作为频率量程切换，而调节R 作为量程频率细调。

3.2 正弦波——方波发生电路的工作原理
电压滞回比较器
如图2所示，前半部分（到Uo2处）及滞回电压比较器。

滞回电压比较器电路时电
压比较器的基础上增加了正反馈元件R4、R5。

由于集成运放工作于非线性状态，那么它输出只可能有两种状态：正向饱和电压+U om和负向饱和电压-U om。

当U+ >U-时，输出正饱和电压，当U+<U-时，输出负饱和电压。

这样便能出现方波。

3.3 方波——三角波转换电路的工作原理积分器
图2 三角波、方波发生器（红色部分为仿真
时需要，实焊电路时不需要）
若把滞回比较器和积分器收尾相连形
成正反馈闭环系统，如图2 所示，则比较器输出的方波经积分器可得到三角波，三角波又触发比较器，自动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发生器。

由于采用运放组成的积分电路，因此可实现横流充电，使三角波线性大大改善。

电路的振荡频率 f 0=R 2／(4*R 11*C 3)
方波幅值 Z
om U U ±=
三角波幅值 U om =R 5/R 4*U z 调节RP R 可以改变振荡频率，改变比值2
1
R R 可以调节三角波的幅值。

3.4 电路的参数选择与计算
实训时，R 3、R f 改为2.4K ，R 6改为1.8K ，稳压管为6.2V RP 为35%
根据以上公式计算得
正弦波电路的振荡频率是f0=0.34*10^3Hz 起振的幅值条件R f/R1=2.1V>2V
方波、三角波的电路的振荡频率是f0=1*10^3Hz
方波幅值Uom=-6.2V
三角波幅值U=12.4V
3.5 总电路图
图4为仿真时总电路图
图4 仿真总电路图
4 电路的仿真
4.1 正弦波发生电路仿真
图5为正弦波仿真图
图5 正弦波仿真图
4.2 方波——三角波发生电路的仿真
图6 方波仿真图图7 三角波仿真图
5 电路的安装与调试
5.1 正弦波发生电路的安装与调试
5.2 正弦波——方波的安装与调试
5 电路的安装与调试
5.1 正弦波发生电路的安装与调试
5.2 正弦波——方波的安装与 5.3 方波—
—三角波的安装与调试
5.4 总电路的安装与调试
5.5 电路安装与调试中遇到
的问题及分析解决方法
周一下午，由汪老师领我们到实训大楼仿真室，进行仿真操作并发放元器件，由于实验室的元件和要求参数有些差异，最终按实验室所有的元件进行发放。

经检查，仿真图无误，且测试成功，当天傍晚，便开始排板和焊接。

由于这次的电路的元器件并不多，，而且元器件也比较好辨认，所以没花太长时间。

周二晚上，板子已经焊接完成。

周三上午我们到光电子室进行调试。

刚开始出现了畸形波，经检查，发现时示波器出了问题。

换一台后，再进行调试，在三个点分别测试，示波器上分别出现了正弦波、方波和三角波，测试成功。

经老师检查后，确认无误，便上交作品并进行了评分。

6 电路的实验结果
6.1 正弦波发生电路的实验结果
6.2 正弦波——方波转换电路的实
验结果
6.3 方波——三角波转换电路的实
验结果
6.4 实测电路误差
图8 实物图
正弦波周期：1ms 幅值：147V
方波周期：1ms 幅值：5V
三角波周期：1ms 幅值：2.53.5V
实际电路的参数值和仿真时选择的有一定得差异，所以实测出来的值与实验前计算值有差异。

7 实验总结
在仿真还是焊接等过程中要注意细节问题，只有细心才能减少不必要的麻烦。