【毕业设计】函数发生器设计-孟娜娜 ㊣ 精品文档 值得下载

大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。

特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。

波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。

选择的最终设计方案各个方案的原理图由运算放大器进行设计，如图所示图函数发生器原理图采用振荡电路获得正弦波，再由比较器获得方波，最后通过积分电路获得三角波。

采用集成片做函数信号发生器，如图所示图函数发生器原理图这是种集成度很高的芯片，只要外加上电源，就能得到很完美的波形。

采用比较器和积分器分别获得方波和三角波，再用晶体三极管组成的差分放大电路做三角波到正弦波的转换，如图所示图函数发生器原理图各个方案的比较以上的三种方案，方案是使用桥式正弦波振荡器作为整个电路的基础，考虑到正弦振荡电路的稳定性，放弃了第种方案。

方案二十分的简单，只需要购买片和少量电阻和电容即可，但价格昂贵，并且不能充分利用我们所学的知识，并不能达到我们电路设计的初衷。

方案三，充分运用到了所学知识的，同时所购元器件的价格合理，并且电路的性能稳定，能很好的达到实验的预期，因此选择方案三做为最终的方案。

电源设计找个伏瓦的变压器，找个大于安耐压大于伏的电桥。

把电桥标有或的脚接变压器伏那边。

找个，从左向右数脚到电桥标有那边接个微法伏电容。

脚到电桥标有那边接个微法伏电容。

脚到电桥标有那边接个微法伏电容。

脚到电桥标有那边接个的可调电阻。

脚接电桥标有的那个脚。

在电桥标有的脚与的脚拉个电压表伏的。

输出是的脚正极与电桥标有的脚负极。

另外还要在上安个大散热器。

图电源电路图函数发生器的实现原理图的设计此电路由反相输入的滞回比较器和电路组成。

回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过充放电实现输出状态的自动转换。

设时刻输出电压，则同相输入端电位。

通过对电容正向充电，如图中实线箭头所示。

反相输入端电位随时间的增长而逐渐增高，当趋于无穷时，趋于但是，旦，再稍增大，从跃变为，与此同时从跃变为。

随后，又通过对电容反向充电，如图中虚线箭头所示。

随时间逐渐增长而减低，当趋于无穷大时，趋于但是，旦，再减小，就从跃变为，从跃变为，电容又开始正相充电。

上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。

方波三角波转换工作原理如图所示图方波三角波转换工作原理图方波三角波转换工作原理分析图如图，所示图方波三角波转换工作原理分析图图方波三角波转换工作原理分析图此电路的工作原理若点断开，运算发大器与及组成电压比较器，为加速电容，可加速比较器的翻转。

运放的反相端接基准电压，即，同相输入端接输入电压，称为平衡电阻。

比较器的输出的高电平等于正电源电压，低电平等于负电源电压，当比较器的时，比较器翻转，输出从高电平跳到低电平，或者从低电平跳到高电平。

设，则将上式整理，得比较器翻转的下门限单位为若，则比较器翻转的上门限电位为比较器的门限宽度由以上公式可得比较器的电压传输特性。

点断开后，运放与及组成反相积分器，其输入信号为方波，则积分器的输出为时，时，可见积分器的输入为方波时，输出是个上升速度与下降速度相等的三角波。

点闭合，既比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，则自动产生方波三角波的幅度为方波三角波的频率为结论电位器在调整方波三角波的输出频率时，不会影响输出波形的幅度。

若要求通频率的范围较宽，可用改变频率的范围，实现频率微调。

方波的输出幅度应等于电源电压。

三角波的输出幅度应不超过电源电压。

电位器可实现幅度微调，但会影响方波三角波的频率。

三角波正弦波转换工作原理如图所示图三角波正弦波转换工作原理图三角波正弦波的变换电路主要由差分放大电路来完成差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。

特别是作为直流放大器，可以有效的抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。

波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。

分析表明，传输特性曲线的表达式为式中三角波的幅度三角波的周期。

为使输出波形更接近正弦波，由图可见传输特性曲线越对称，线性区越窄越好三角波的幅度应正好使晶体管接近饱和区或截止区图为实现三角波正弦波变换的电路。

其中调节三角波的幅度，调整电路的对称性，其并联电阻用来减小差分放大器的线性区。

电容为隔直电容，为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出波形。

三角波正弦波转换工作原理分析图如图所示图三角波正弦波转换工作原理分析图总电路图设计如图所示图方波三角波正弦波函数发生电路总的设计思路是首先通过比较器产生方波，然后经过积分电路产生三角波，最后通过差分放大器产生正弦波。

元件参数的计算比较器和积分器的元件参数计算如下由理论分析知道比较器的输出电压即约等于电源电压，为了输出峰峰值为的方波电压，因此选择电源电压为和要求输出的三角波峰峰值为，即是要求，则可以取平衡电阻约等于。

由频率输出的表达式知道当时，取电容。

当时，取电容，来实现频率波段的转换，和的值不变取平衡电阻。

三角波正弦波变换电路的参数选择原则是隔直电容要取得较大，因为输出频率很低，取，滤波电容视输出的波形而定，若含高次斜波成分较多，可取得较小，般为几十皮法至微法。

欧与欧姆相并联，以减小差分放大器的线性区。

差分放大器的几静态工作点可通过观测传输特性曲线，调整及电阻确定。

电路仿真方波三角波发生电路的仿真图产生方波的波形图由方波变为三角波的波形三角波正弦波转换电路仿真图仿真得到的三角波转换正弦波函数发生器的调试调试过程与调试结果安装方波三角波产生电路把两块集成块插入面包板，注意布局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。

调试方波三角波产生电路接入电源后，用示波器进行双踪观察调节使三角波的幅值满足指标要求调节，微调波形的频率观察示波器，各指标达到要求后进行下部按装。

安装三角波正弦波变换电路在面包板上接入差分放大电路，注意三极管的各管脚的接线搭生成直流源电路，注意的阻值选取接入各电容及电位器，注意的选取按图接线，注意直流源的正负及接地端。

调试三角波正弦波变换电路接入直流源后，把接地，利用万用表测试差分放大电路的静态工作点测试的电容值，当不相等时调节使其相等测试的电容值，使其满足实验要求在端接入信号源，利用示波器观察，逐渐增大输入电压，当输出波形刚好不失真时记入其最大不失真电压。

调试结果表明，各项指标基本达到最初设计的目标。

调试结果分析及结论方波输出的峰峰值小于，因为运放输出级是由或两种晶体管组成的符合互补对称电路，输出方波时，两管截止或饱和导通，导通时受输出电阻的影响，是方波输出幅度小于电压值。

当比较器与积分器首尾相连，形成比环电路时，三角波的幅度为，为了使输出的三角波的峰峰值为，可以调整的值。

电位器在调整方波三角不波的输出频率时，般不会影响输出波形的幅度若要求输出频率范围较宽，可用和改变频率的范围，实现频率微调调节电位器即可以获得符合要求的正弦波输。

元器件清单序号名称规格数量备注电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电解电容电解电容电解电容磁片电容电位器电位器电位器三极管运算放大器电源电源电源电源课设总结由比较器和积分器组成方波三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。

差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。

特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。

波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。

通过此次设计，我知道了函数信号发生器的设计原理，也大致知道了各个信号的发出原理和各个波形的特性。

心得体会为期个星期的课程设计已经结束，通过这个星期的学习，我知道了自己的知识是多么的匮乏。

在这个星期的学习设计焊接过程中我有了很深的感触。

通过这次课程设计让我懂得了专业基础知识的重要性，没有好的理论基础就不可能有实践的正确性，当自己边看书边做设计，通过分析总结，上网及图书馆的资料查阅，与老师同学的探讨，更加掌握技术的支撑靠严谨的科学逻辑与实践的检验。

通过模仿，及与同学探讨，明白了函数发生器的机理，学到了好多东西，仿真软件，我安装安了几遍才安上，原因是搞不清软件安装的程序，进入界面后添加器件，设置参数，画电路图，并仿真，到了输出正弦波，无论如何修改元件，还是失真严重，后来找到位学长才帮我解决，换了两个电容，加了两个电阻，使得接近正弦波，当自己个人研究这个电路的结构，对参数，正负极的分析时，就明白了作为个工科生，首先明白道理，在科学的指引下，步步向实践迈近。

通过这次的课程设计实验，让我知道了要设计出个电路必须对电路的原理要了若指掌，然后在设计过程中才能游刃有余，也让我知道了电容，电感，以及电阻在各个部位所起的各个不同的作用。

设计电路还要考虑到它的前因后果，什么功能需要什么样的电路来实现以及各个不同的运算放大器在电路中所起的具体作用，和它们之间是否可以互换等等。

另外还有考虑到它的实用性及可行性等等。

这样也变向提高了我们分析问题和解决问题的能力。

这次课程设计是对电工实习以来对我们的电器知识的又次补充和熟悉。

还有就是在焊接过程中，有好多同学被电烙铁烫伤了，也有同学不小心把电烙铁放在了电线上，导致电路烧坏或者短路等等。

这不得不让我想到了安全问题，所以在以后的实验过程中我们要着重注意自己的安全问题，让不必要的伤害减少到最低。

另外大电容的电容也比较容易损坏，甚至造成安全事故，比如损坏等等。

我们在设计实验过程重要特别之具有安全隐患的电器器件。

虽然这次的课设时值期末，同学们都需要复习，但是我们最终安定下来做它，为它而东奔西走，但是我们最后还是完成了，这种精神，这种毅力确实可嘉。

参考文献刘丹例说北京人民邮电出版社曾兴雯陈健刘乃安高频电子线路辅导西安西安电子科大出版社林涛数字电子技术清华大学出版社年月李群芳单片微型计算机与接口技术第二版北京电子工业出版社黄志伟全国大学生电子设计竞赛北京航天航空大学出版社年月蒋立培单片危机系统使用教程北京机械工业出版社谢自美电子线路设计实验测试第三版湖北华中科技大学