《课程设计函数发生器设计报告 .docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计函数发生器设计报告 .docx（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结天 津 职 业 技 术 师 范 大 学自 动 化 与 电 气 工 程 学 院电 子 技 术 课 程 设 计 报 告题目：函数发生器设计专业：测控技术与仪器专业班级：测控 0802组员：谷峥（ 07）王海丽（ 22 ） 魏莹莹（ 25 ）一、 设计任务及主要技术指标和要求2021 年 7 月 2 日可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结设计任务：依据已知条件，完成对方波三角波正弦波发生器的设计、装配与调试。主要技术指标和要求：i. 波形产生次序输出电压：方波三角波正弦波ii. 幅值要求：方波 Upp 1V，幅度连续可调ii
2、i. 波形特性：方波上升时间 2us三角波线性失真 1%正弦波谐波失真 3%iv. 挑选电路方案，完成对确定方案电路的设计。运算电路元件参数与元件挑选、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。 （选做：用 EWB软件完成仿真） 资料个人收集整理，勿做商业用途v. 实物焊接调试并按规定格式写出课程设计报告书。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结二、 电路设计1、 方案设计方案一：采纳由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波三角 波正弦波函数发生器的设计方法， 先通过比较器产生方波， 再通过积分器产生三角波，最终通过差分放大器形成正弦波。 波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线
3、的非线性。 资料个人收集整理，勿做商业用途经过仿真得出了方波、 三角波、正弦波、方波三角波转换及三角波正弦波转换的波形图。方案二： 此方案可先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变成方波，再由积分电路将方波变成三角波。 由文氏电桥产生正弦振荡， 然后通过比较器得到方波，方波积分可得三角波。 资料个人收集整理，勿做商业用途可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结文 氏正弦波比较器方波积分器三角可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电方案桥三： 采纳 ICL8038单片压控函数发生器， ICL8038可同时产生正弦波、 方波和三角波 如图，可以实现数控调剂，其振荡范畴为0.001
4、Hz300KHz。资料个人收集整理，勿做商业用途ICL8038ICL8038产生波形框图方案比较分析：方案一先产生方波 -三角波，再将三角波变成正弦波，该电路的优点是：线性良好、稳固性好。频率易调，在几 个数量级的频带范畴内， 可以便利的连续的转变频率， 而且频率转变时， 幅度恒定不变。不存在如文氏电桥那样的过渡过程， 接通电源后会立刻产生稳固的波形。 三角波和方波在半周期内是时间的线性函数， 易于变换其他波形。 资料个人收集整理， 勿做商业用途可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结方案二为一开环电路， 结构简洁， 产生的正弦波和方波的波形失真较小。 但是对于三角波的产生就有肯定的麻
5、烦，而这是电路所不期望的。 幅度稳固性难以达到要求。而且通过仿真试验会发觉积分器极易产生失调。资料个人收集整理，勿做商业 用途方案三由于电路图简洁，芯片高度集中，不能很好的表达同学的思路，而且此芯片价格较贵，故而不宜采纳。所以，我们选用方案一。2、 单元电路的设计及仿真和元器件的挑选方波发生电路的工作原理：此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。 RC回路既作为推迟环节， 又作为反馈网络，通过 RC充、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压 Uo=+Uz,就同相输入端电位 Up=+Ut。Uo通过 R3 对电容 C正向充电，如图中实线箭头所示。反相输入端电位 n 随时间 t 的增长而
6、逐步增高， 当 t 趋于无穷时， Un 趋于+Uz。但是，一旦 Un=+Ut,再稍增大， Uo 从+Uz 跃变为 -Uz, 与此同时 Up 从+Ut 跃变为 -Ut 。随后，Uo又通过 R3对电容 C反向充电，如图中虚线箭头所示。Un随时间逐步增长而减低， 当 t 趋于无穷大时， Un趋于-Uz。但是，一旦 Un=-Ut, 再减小， Uo就从-Uz 跃变为+Uz，Up从-Ut 跃变为+Ut，电容又开头正相充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。资料个人收集整理，勿做商业用途方波-三角波转换电路的工作原理图中 U1 构成同相输入迟滞比较器电路，用于产生输出方波。运算放大器U2 与电阻 Rp2
7、及电容构成积分电路，用于将 U1 电路输出的方波作为输入，产生输出三角波。 资料个人收集整理，勿做商业用途方波- 三角波产生电路a正弦 波产生电路正弦波产生可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电路的基本结构是： 引入正反馈的反馈网络和放大电路。 由于选取差分放大电路对三角波一正弦波进行变换。 资料个人收集整理，勿做商业用途3、 电路原理图4、 运算各器件的主要参数1 从电路的设计过程来看电路分为三部分：方波部分三角波部分正弦波部分。（ 2）比较器 A1 与积分器 A2 的元件参数运算如下。由式 8 得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结即R2 R3RP1Uo2 m1Vc
8、c3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结取 R3=10k欧，就 R3+RP1=30k欧，取 R3=20k欧，RP为 47k 欧的电位器。去平稳电阻 R1=R2/R3+RP1=10K欧资料个人收集整理，勿做商业用途可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由式 9 得fR3 4 R2 R4RP1 RP2C2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结当 1hz=f=10hz时，取 C2=10Uf就,R4+RP2=（ 757.5k）欧，取 R4=5.1k欧。RP2为 100k 欧电位器。当 10 =f =100时。取 C2=1uF以实现频率波段的转换， R4 及RP2的取值不
9、变。取平稳电阻 R5=10K欧资料个人收集整理，勿做商业用途三角波正弦波变换电路的参数挑选的原就是： 隔直电容 C3，C4,C5要取得较大，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于输出频率很低，取 C3=C4=C5=470u，F 滤波电容 C6视输出的波形而定，如含高次谐波成分较多， C6 可取得较小， C6 一般为几十皮法至 0.1uF。 e2=100 欧与 RP4=100欧相并联， 以减小差分放大器的线性区。 拆分放大器的静态工作点可通过观测传输特性曲线， 调整 RP4及电阻 * 确定。输出范畴 1.8V=Uo2m=6V， C2=1uF时，1Hz f100Hz。当 C2=10u
10、F时 1Hzf10Hz。资料个人收集整理，勿做商业用途三、 整理性能测试数据，并分析是否满意要求1、依据方案一的电路图焊接好电路板。2、调试前，将电路板接入 12 伏电压，的线与电源处公共的线连接 .输出电压测试： 方波：电路板上方波信号接入示波器，调剂RP1,测得方波峰峰 Vpp=22V与性能指标要求一样。 三角波：撤除方波信号并接入三角波信号，调剂RP1, 测得三角波峰峰值 Upp=8V能达到课题的要求。 正弦波：将正弦波信号接入示波器，调剂RP3和 RP4,测得正弦波峰峰值 Upp=2.8V.也基本上能到达课题要求。 资料个人收集整理，勿做商业用途3、波形特性测定 :方波上升时间 :将电
11、路板上的方波信号接入示波器 , 调剂示波器上周期调剂旋钮 , 直到能清晰观测到方波信号上升沿处的跃变 , 测得方波上升时间为 :T1us 资料个人收集整理，勿做商业用途分析：上升时间达不到要求，这个可以用换运放类型来解决。通过转变运放的速度来转变其上升时间。三角波非线形失真 :撤除方波信号 , 将电路板上三角波信号接入示波器通道1, 测得此时的三角波信号参数如下 :峰峰值:Upp=8V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结此时将试验台上函数发生器产生的三角波作为标准信号接入示波器的通道 2, 并调剂其频率及峰峰值 , 使之与要测试的三角波信号参数一样。资料个人收集整理，勿做商业用途在
12、示波器上的双踪模式下比较 , 发觉两通道的三角波完全重合 , 说明无非线形失真 .正弦波稍微失真：由于滑动变阻器所给值不当，导致正弦波发生稍微失真，经改正调试最终正弦波失真符合要求。四、 在调试中遇到的问题，是怎样解决的在调试过程中， 我们遇到如下问题： 三角波的峰值小于技术指标要求， 我们通过调剂滑动变阻器 RP1的值最终使其达到指标要求。 正弦波的波形发生稍微失真，通过调剂滑动变阻器 RP3的值校正。 在使用数字示波器观看波形的过程中没有任何波形显现， 最终发觉芯片损坏， 换过新芯片后， 所以波形均达到技术指标要求。 资料个人收集整理，勿做商业用途五、元器件清单元件名称元件参数数量电阻10
13、K5电阻20K1电阻5.1K1电阻6.8K2电阻2K2电阻8K1电阻1001可调电阻47K2可调电阻100K1可调电阻1001三极管NPN4电容0.1uF1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电容1uF1电容10uF1电容470uF3集成运放器LM7471五、 收成、体会和建议本次课程设计至此已经接近尾声， 一周的时间虽然很短暂， 但在这一个星期的设计过程中收成颇丰。 使我对抽象的理论有了详细的熟识。 通过这次课程设计， 我把握了常用元件的识别和测试。熟识了常用的仪器外表。明白了电路的连接、 焊接方法。以及如何提高电路的性能等等。资料个人收集整理，勿做商业用途其次，这次课程设计提高
14、了我的团队合作水平， 使我们协作更加默契， 体会了在接好电路后测试出波形的那种欢乐。资料个人收集整理，勿做商业用途在试验过程中，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。在老师和同学的帮忙下， 把问题一一解决， 那种心情别提有多兴奋啊。试验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题，有些理论学问仍处于懵懂状态，老师们不厌其烦的为我们调整波形，讲解学问点， 实在令我感动。 资料个人收集整理， 勿做商业用途感谢学校给我们这次机会， 锤炼了我们的动手才能。 通过这次课设让我明白了理论和实际操作之间差距， 而且也让我很明确满意识到自己在数电上有许多的学问漏洞， 以后应当多钻研一下。 同时也感谢指导老师在设计过程中的辅导以及同学的帮忙。 资料个人收集整理，勿做商业用途六、 主要参考书目【1】彭介华电子技术课程设计指导高教出版社。【2】谢自美电子线路设计试验测试华中科技高校出版社。【3】胡宴如模拟电子技术基础高等训练出版社。【4】华成英模拟电子技术基础（第四版） 高等训练出版社 ;可编辑资料 - - - 欢迎下载