模电课程设计--函数信号发生器

设计课题：函数信号发生器

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        班级： 

          指导老师： 

设计者： 

             学号： 

                日期： 

前言

   在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都学要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。 

该函数发生器要求能输出频率范围可调的方波和三角波，能够很好的实现本次试验的目的，将一些线性和非线性的元件与集成运放组合，输出性能良好的波形。

由方波或三角波的发生器产生相应的信号，通过相互转换实现多种波形的输出。正弦波可以由滞回比较电路和RC定时电路构成的电路产生，再积分可得到三角波。 通过调节RC振荡电路中的振荡电阻来实现频率可调。通过调节比例运算电路的反馈电阻来实现幅度可调，最终做成要求的函数发生器。

目录

一、设计要求……………………………………………2

二、设计步骤……………………………………………2

三、实验报告要求………………………………………2

四、题目、设计任务及技术指标………………………3

五、设计内容及原理……………………………………4

六、设计步骤和方法……………………………………8

七、安装与调试…………………………………………15

八、电路的指标结果……………………………………16

九、所用仪器和设备……………………………………17

十、心得体会……………………………………………18

十一、参考文献…………………………………………20 

十二、附函数发生器课程设计仿真图            

1.电路原理图绘制正确（或仿真电路图）；

2.掌握EWB仿真软件的使用和电路测试方法；

2.电路仿真达到技术指标。

3. 完成实际电路，掌握电路的指标测试方法；

4.实际电路达到技术指标。

二、设计步骤

1.原理了解，清楚设计内容。 

2.原理及连线图绘制，仿真结果正确。 

3.安装实际电路。 

4.调试，功能实现。 

5.教师检查及答辩。 

6.完成设计报告。

三、实验报告要求

1.画图要求：

1）原理图（草图）要清楚，标注元件参数

2）正式原理图、接线图： A4打印EWB画图。

3）要求用统一格式封面；

4）使用中原工学院课程设计报告专用纸。

5）图要顶天立地，均匀分布，合理布局

2.课程设计报告要求

a.题目：

b.设计任务及技术指标

c.设计内容及原理

d.设计步骤和方法（仿真、实际电路分别来写）

e.安装与调试

f.电路的指标结果（仿真、实际电路分别来写）

f.所用仪器和设备

g.参考文献

四、题目、设计任务及技术指标

1、题目：函数信号发生器

2、函数信号发生器设计任务：

设计一函数信号发生器，能输出方波和三角波两种波形。

3、主要技术指标：

1）．输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出；

2）．输出电压均为双极性；

3）．输出阻抗均为50Ω；

4）．输出为方波时输出电压峰值为0~7V可调，输出信号频率为100Hz ~ 6KHz可调。

5）．输出为三角波时输出电压峰值为0~5V可调，输出信号频率为100Hz ~ 6KHz可调。 

五、设计内容及原理

设计内容是要求设计一个函数信号发生器，能输出方波和三角波两种波形。而且幅度可以调节，有技术指标可以知道，两个波形发生电路可以共用一个限幅电路。所以，可以得到此电路可有三部分组成：方波发生电路，三角波发生电路，限幅电路。

（1）方波发生电路原理图及原理

1.电路结构：滞回比较电路和RC定时电路构成

（2）三角波发生电路原理图及原理

（3）限幅电路原理图及原理

有上面波形发生电路可知：方波和三角波输出的波形电压均为10V，要做一个0~7V的限幅电路，可以取增益为0.7，故可选择R1=10k，R2=7K。

六、设计步骤和方法

  根据指导老师的要求，我们先画出了原理图，并计算了各电路元件的取值，然后进行EWB仿真。手绘原理图以及计算附在后面。

（1）方波发生电路EWB仿真图以及输出波形

                 方波发生器仿真图（电源线没接）

                  EWB方波波形

（2）三角波发生电路EWB仿真图以及输出波形

             三角波波发生器仿真图（电源线没接）

                  EWB三角波波形

（3）限幅电路EWB仿真图 

限幅电路仿真图（电源线没接）

后面为手绘的原理图及参数计算：

七、安装与调试

周三上午，经检查过EWB仿真图之后，便开始发元件，由于实验室的元件和要求的参数有些差异，最终按实验室所有的元件进行发放和焊接的，由于这次的电路不是太复杂，而且元件也比较好辨认，所以没花费太多的时间，然后就是自己按照板子自己画布局图和实物联线图，到周四上午开始焊接，由于在以往的电工实训中已经用过烙铁等工具，所以老师也没有过多的指点，大家都开始了紧张有序的焊接工作。

周四下午，我们的板子已经焊接完成，开始调试，刚开始出现了波形变形的情况，输出的三角波出现断续的情况，最后决定不经过限幅电路来检测波形，发现三角波在不经限幅电路输出时不会失真，最后就集中注意力在限幅电路上，经过测试和分析，发现电位器连到放大器二脚的那根跳线是藕断丝连的，直接导致了，波形的失真，在那出现了方波信号，最后出现的信号是两个信号的叠加，导致了波形的失真，焊接之后一切都正常了。安装调试结束后就是指导老师的的测试和验收了。

八、电路的指标结果

注：所有指标结果均为波形不失真情况下的结果

波    参数 

九、所用仪器和设备

电阻 ：    1k     5个

           1.3k   1个 

     2.4k   1个  

4.7k   4个

5.1k   1个

6.8k   1个 

10k    2个

电位器：   0~10k    1个 

0~100k   1个

0~200k  1个

电容：    0.033uf  2个

稳压管： 1N4737A    4个

741运算放大器     4个

电烙铁、焊锡丝、电路板、跳线

12V电源，示波器，EWB软件

十、心得体会

  此次是我们信息类的第二次课程设计，没有了第一次那种茫然，更多的是有条不紊的进行着，设计、仿真、焊接。我们这次的设计还是以小组的形式，通过与同学的讨论与认真计算设计分析所完成的，课程设计的任务一般是设计、组装并调试一个简单的函数信号发生装置。需要我们综合运用“模拟电子技术基础”课程的知识，通过查阅资料、方案论证与选定；设计和选取电路和元器件；分析指标及讨论，完成设计任务。

         在这次课程设计中，我学会了怎样去根据课题的要求去设计电路和调试电路。动手能力得到很大的提高。从中我发现自己并不能很好的熟练去使用我所学到的模电知识。在以后学习中我要加强对使用电路的设计和选用能力。但由于电路比较简单、定型，而不是真实的生产、科研任务，所以我们基本上能有章可循，完成起来并不困难。把过去熟悉的定型分析、定量计算逐步，元器件选择等手段结合起来，掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法。这对今后从事技术工作无疑是个很好的训练。通过这种综合训练，我们可以掌握电路设计的基本方法，提高动手组织实验的基本技能，培养分析解决电路问题的实际本领，为以后毕业设计和从事电子实验实际工作打下基础。

同时也让我充分认识到自己的空想与实践的差别，认识莫眼高手低，莫闭门造车，知识都在不断更新和流动之中，而扎实的基础是一切创造的源泉，只有从本质上理解了原理，才能更好的于疑途寻求柳暗花明，实现在科学界的美好畅游和寻得创造的快乐。

还有就是每次在二号楼做试验都会感觉特别的充实，我们可以按照自己设计的电路去完成，老师也不是死板的要求我们怎么怎么，而是给了我们尽可能大的自己决定的余地，这次的元器件都是按照我们设计出来的电路参数给定的，而且每位老师都很耐心的为我们解决试验中所出现的问题，像数电课程设计一样，到最后他们嗓子沙哑，有时候甚至耽误了回去的班车，但你们也没有说过什么，最后真心的感谢老师对我们课程设计的建议和帮助，我们才得以的！完成这次课程设计

十一、参考文献

1．      华中科技大学电子技术课程组编，康华光主编：《电子技术基础》（模拟部分）第五版，高等教育出版社，2006。

十二、函数发生器课程设计仿真图