1、函数信号发生器11、设计原理说明1.1设计目的1 根据设计要求完成对函数信号发生器的设计2 加深对本课程内容的理解和加强实践能力1.2设计内容及要求1 频率范围三段：10100Hz，100 Hz1KHz，1 KHz10 KHz；正弦波Uopp3V，三角波Uopp5V，方波Uopp14V；幅度连续可调，线性失真小；2 选择电路方案，完成对确定方案的设计，计算元件参数并选择合适的元件，完成总体原理电路图，并在电路仿真软件上完成仿真，根据情况适当修改元件，并阐述基本原理3 安装调试并按规定完成课程设计报告书1.3电路设计1.3.1函数发生器的组成通过结合相关理论知识，我们决定用自激振荡电路，迟滞比较
2、器电路，查分放大电路三部分来组成满足要求的实验电路。其中自激振荡电路用来产生正弦信号，正弦信号经过迟滞比较器电路产生方波信号，方波信号经过积分电路产生三角波信号。得到大致的实验电路以后，接下来开始计算满足课设要求的电路参数，以上任务半天内完成。1.3.2模块分析正弦信号发生器：又称文氏电桥振荡器，如图所示。其中放大器由同相运放电路组成，RC串并联网络是选频网络，同时兼有正反馈网络功能，另外还增加了电阻负反馈网络。当电路满足振幅平衡条件：放大器的电压增益略大于3时，电路就会输出正弦波。方波发生器：如图所示，由迟滞比较器和稳压电路组成。输入的正弦波信号经过运算放大电路，当输出信号的有效值大于稳压管
3、的导通电压时，经过稳压管后就会输出方波信号。三角波发生器：根据RC积分电路输入和输出信号波形的关系可知，当RC积分电路的输入信号为方波时，输出信号就是三角波，由此可得，利用方波信号发生器和RC积分电路就可以组成三角波信号发生器。三角波信号发生器的电路组成如图所示。信号输入积分电路，在积分电路的输出端得到三角波信号。积分电路的输出端除了输出三角波信号外，并通过电阻R1将三角波信号反馈到滞回电压比较器的输入端，将三角波信号整形变换成方波信号输出。总电路：（为了防止稳压管不能导通，我们在正弦信号发生器和方波发生器之间加了反向比例放大电路）2、仿真调试过程 2.1电路仿真设计好电路以后，我们用Mult
4、isim仿真软件进行仿真，以下是仿真的具体过程。将实验设计电路图画在软件后，我们发现通过示波器得不到实验所需的理想波形。将示波器放到自激振荡电路输出端，发现输出的正弦波并不标准，如图： 经过排查自激振荡电路，我们发现电路的接地电阻接错了。将电阻正确接入电路后，发现示波器中仍然得不到理想的正弦波。通过示波器，我们发现输出的信号波幅度达到了几万伏。于是我们断定是反馈信号太弱，使得输出信号不断增强的原因。即电路不满足自激振荡条件，于是我们不断调节滑动变阻器阻值，当阻值达到全阻值的65时，示波器中出现了标准的正弦信号。如图所示：但信号的幅度明显偏大。然后，我们通过改变电阻4和5的阻值，以及它们之间的比
5、例关系，最终得到较为符合试验要求的正弦波，测其峰峰值为3.35V。如图所示：下面，我们将示波器接到迟滞比较器的两端，发现示波器上的波形仍然是正弦波。我们猜测是迟滞比较器的阈值电压过高。于是改变相应电阻来改变其阈值电压，发现示波器上仍然是正弦信号。在调节了好长一段时间仍未果后，我们将迟滞比较器换成了过零比较器，发现得到的仍然是正弦波，而且幅度过大。如下图所示：通过前面一天的操作，我们想不可能是电路的问题，那就是原件出了问题。又将电路换回了迟滞比较器，并且，换了一个运算放大器。这时，我们惊奇地发现，示波器上出现了方波信号！如图：接下来，我们将示波器接到积分电路的输出端，发现示波器上没有波形。我们果
6、断地将积分电路的运放给换了，发现示波器上出现了一条直线。经过相关调试，又得到了如下波形：我们又将示波器接到自激振荡电路和迟滞比较器的输出端，确保能够输出正弦波和方波。又将示波器接到积分电路的输出端，仔细计算了一遍实验元件参数，。将新的参数代入到电路中,最后终于出现了三角波。如图所示：我们发现，实验所需的波形都得到了，但波形的幅值并不满足实验要求。于是，我们在自己振荡电路和迟滞比较器之间加了一个反相比例放大电路，增大正弦信号的幅值，使方波和三角波的幅值都满足实验要求。 2.2焊接电路板 通过仿真得到的理想实验电路图，我们花了整整两天时间，按照仿真的电路图买器材以及焊电路板。2.3调试电路把三部分
7、的电路接好，进行整体测试、观察示波器波形。针对各部分出现的问题，逐各排查校验，使其满足实验要求。由于电路的仿真做了充分的工作，所以电路的调试就没有那么复杂那么麻烦了。但调试过程还是发现了很多问题，比如焊接电路时RC选频电路用的是两个滑动变阻器，在实际调试时很难将它们的电阻调成一样，只能换成同轴变阻器。另外就是，实验的输出信号很容易受到干扰信号的影响，调试需要仔细加耐心。3、心得体会模电是一门很难学，却又很重要的专业课。它不仅需要我们学好理论知识，还要求我们具有较强的动手操作能力以及将理论知识运用于实践的能力。而模电课设正好将三者有机的融合在了一起，是我们的专业知识和专业素养提升换了一个等级。让
8、我们对课本的知识有了大致的了解的重新的认识，也让我们的动手能力，分析问题，解决问题的能力都有了很大的提高。伴随着考试周的来临，我们的课程设计也在紧锣密鼓的进行，双重任务在身的我们，压力是可想而知的。由于原来对于课程设计并没有什么成系统的认识，这次是起步，所以开始时的进展并不是很快，都还处于摸索的阶段现在回头看这次的课程设计，有不少的感触。首先，这次课程设计使我认识到动手和动脑的巨大差别，平时如果不注意手脑结合那么是很难在工作中得到进展的，我们搞课程设计不仅要用手用脑，更重要的是手脑结合着用，这样才能促进我们自身的发展。其次，我也明白了同学间的相互帮助，老师的指导以及自己的热情同样都是不可或缺的。课程设计中遇到了很多或大或小的困难，但都在自己的努力和同学们的帮助下克服了，也收获了。4、元件清单： 元件型号与规格数量103瓷片电容3UA741运放41N4007二极管21N4738稳压管25K电位器310K电阻53K电阻19K电阻18K电阻1200K电阻124K电阻1100K电阻25K电阻115K电阻150K双联电位器1参考文献：【1】 吴友宇 模拟电子技术基础 北京 清华大学出版社 2009.5【2】 康华光 电子技术基础 模拟部分 武汉 高等教育出版社 2006.1
