1、模电课设 函数信号发生器 目录1 设计的目的及任务1.1 课程设计的目的及任务1.2课程设计的技术指标2 总体电路设计方案2.1三角波发生电路的工作原理2.2方波发生电路的工作原理2.3三角波-方波转换电路的工作原理 2.4电路的参数选择及计算3 电路仿真3.1三角波发生电路的仿真3.2方波发生电路的仿真 4 电路的安装与调试4.1方波发生电路的安装与调试4.2三角波发生电路的安装与调试4.3电路板调试与检验4.4电路的实验结果5实验总结6参考文献7附图设计题目 函数信号发生器在本学期第十七周我们进行了维持一星期的课程设计实习，由于考试原因，我们把实习压缩到四天完成，但是任务并没有减少，所以这
2、几天我们都在加班加点的进行工作。我们这次实习是两个人一组，老师发了三个课题，让我们三选一进行训练。我们选择的是第三个：函数信号发生器。一、课程设计的目的及任务1、课程设计的目的： 培养综合应用所学知识来指导实践的能力 掌握常用元器件的识别和测试 熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法2、课程设计的任务设计一个函数信号发生器，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50；4）、输出为方波时输出电压峰值为05V可调，输出信号频率为200Hz 2KHz可调。5）、输出为三角波时输出电压峰值为05V可调
3、，输出信号频率为200Hz 2KHz可调。原件选择电容2个电阻14个1k、10k、407、68k、7.5k、3.3k、10k、4.7k、5.1k稳压二极管4个电位器3个502、104、503运放7412个万用表1个电烙铁1个二、总体电路设计方案 1、三角波发生器原理图 2、方波发生器原理图在方波和三角波信号发生器电路的基础上增加了一级放大器，目的是为了实现输出电压可调和输出阻抗为50。3、三角波-方波转换电路的工作原理三角波方波转换电路原理图4、电路的参数选择及计算1) 运算放大器的选择：根据指标要求，主要考虑双电源。通用、无需调零型的运放，选择741。2) 电源电压的选择：选择正常的电源电压
4、15V左右。 3) 稳压二极管的选择：考虑输出电压和电源电压的要求，可选择稳压值为10V的稳压管，例如IN4740等。4) 方波信号发生器频率选择：（1）输出信号的频率为200-2KHz可调，决定信号的频率的元件为Rf1、Rf2、C、R2、R1。T=2RfCln(1+2R2/R1) Rf=Rf1+Rf2f=1/T=1/2RfCln(1+2R2/R1)可取R1/R1+R2=0.47,则f=1/2RfC=1/2(Rf1+Rf2)C,即R1=4.7k, R2=5.1k.电容可取1以下，Rf可取几千欧到几百千欧之间，为使频率可调，选Rf2为电位器。Rf2最小时，应有f=1/2RfC=2000Hz,Rf
5、2最大时，应有f=1/2RfC=200Hz. 若取c=0.033uF,计算出R1=7.6k, R2=68.4k.（2）幅值参数选择：输出信号的幅度为0-5V可调，决定信号的幅度的元件为R4、R5的参数，由于输出稳压管的电压幅度为10V，所以要使R5是R4的一半，达到稳压的目的，选择R4=10 k，R5为4.7 k的电位器。5）三角波信号发生器频率选择：（1）输出信号的频率为200-2KHz可调，决定信号的频率的元件为R7、R4、C、R2、R1。T=4R1(R4+R7)C/R2f=1/T=R2/4R1(R4+R7)C可取R1/R1=1,则f= 1/4 (R4+R7)C,即R1=10k, R2=1
6、0k.电容可取1以下，R4+R7可取几千欧到几百千欧之间，为使频率可调，选R7为电位器。R7最小时，应有f=1/4 (R4+R7)C=1/4R4C=2000Hz,R7最大时，应有f=1/4 (R4+R7)C =200Hz. 若取c=0.033uF,计算出R7=3.8k, R4=34.2k.（2）幅值参数选择：输出信号的幅度为0-5V可调，决定信号的幅度的元件为R8、R9的参数，由于输出稳压管的电压幅度为10V，所以要使R9是R8的一半，达到稳压的目的，选择R8=10 k，R9为4.7 k的电位器。电路仿真调试：完成电路初步设计后，在对电路进行方正调试，目的是为了观察和测量电路的性能指标并调整部
7、分元器件参数，从而达到各项指标的要求。三、电路仿真1、三角波电路仿真2、方波电路仿真四、电路的安装与调试1方波发生器的安装1）、对整个电路板进行全面的布线，布线要求横平竖直。，尽量不要压线，以防止杂波的干扰。2）、进行布局后，开始进行焊接。先焊接电阻，电容，在焊接集成器以及电位器；焊接时，一定要仔细认真，以防止期间器件焊反，造成不必要的麻烦。3）、焊接时，需注意不要虚焊。4）、焊接完毕后，须对照原理图检查线路是否正确。2三角波发生器的安装1）、对整个电路板进行全面的布线，布线要求横平竖直。，尽量不要压线，以防止杂波的干扰。2）、进行布局后，开始进行焊接。先焊接电阻，电容，在焊接集成器以及电位器
8、；焊接时，一定要仔细认真，以防止期间器件焊反，造成不必要的麻烦。3）、焊接时，需注意不要虚焊。4）、焊接完毕后，须对照原理图检查线路是否正确。3电路板的安装与调试对做好的电路板进行调试与检验，用示波器进行检查看两部分是否出现方波以及三角波。1）、安装方波-三角波发生电路（1）安装方波三角波产生电路（2）把两块741集成块插入面包板，注意布局；（3）分别把各电阻放入适当位置，尤其注意电位器的接法；（4）按图接线，注意直流源的正负及接地端。2）、调试方波三角波产生电路（1）接入电源后，用示波器进行双踪观察；（2） 调节Rf1，使三角波的幅值满足指标要求；（3）调节Rf2，微调波形的频率；（4）观察
9、示波器，各指标达到要求后进行下一部安装3)、调试方波三角波变换电路（1）接入直流源后，把C4 接地，利用万用表测试差分放大电路的静态工作点；（2）测试V1、V2的电容值，当不相等时调节RP4使其相等；（3）测试V3、V4的电容值，使其满足实验要求；（4） 在C4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；4总电路的安装与调试1）、把两部分的电路接好，进行整体测试、观察2）、针对各阶段出现的问题，逐各排查校验，使其满足实验要求，即使正弦波的峰峰值大于10V。3）、方波-三角波发生器的装调、同时输出方波与三角波，这两个单元电路可以同时安装。需要注意的
10、是，安装电位器Rf1与R7之前，要先将其调整到设计值，只要电路接线正确，微调R7,使三角波的输出幅度满足设计指标要求有，调节R7，则输出频率在对应波段内连续可变。4）、方波-三角波频率、振幅的改变调节三角波电路原理图中的电位器R7可以改变方波的频率，而改变方波的频率时需改变电位器Rf2的位置。要改变方波-上三角波的幅度只调整电位器R9的位置。五、电路的指标结果方波0-8V217HZ-1.7KHZ三角波0-8V 250HZ-2.5KHZ 在检验过程中，出现好多问题，但经过不断的调试最终出现了理想的结果。开始时由于波形失真，感到很迷茫，经过用EWB不断的调试，不断地改变电位器的值，最终找到了合适的
11、波形，如下图所示：EWB仿真指标结果图六、实习体会通过一周的电子设计，我学会了如何将书本上学到的知识应用与实践，学会了一些基本的电子电路的设计、仿真与焊接，虽然在这个过程中我遇到了很多麻烦，但是在解决这些问题的过程中我也提高了自身的专业素质，这次设计不仅增强了自己在专业方面的信心，鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养。选课程设计题目时，我选了一个较简单的函数信号发生器，但我的目标是争取一次性设计成功。但开始时还是不知道从何入手，后来经过看书了解了参考书上的电路图原理，并在电脑上用EWB软件进行了仿真和修改，最后终于在理论上成功了。但我知道这只是成功的一半，其实焊接电路和调试才是最重要的。在实验过程中
12、，我们也遇到了不少的问题。比如：波形失真，甚至不出波形这样的问题。还有就是焊接实物的问题，我们以为很简单，但其实很复杂，要对焊板上的元件进行 布置和焊接电路元件连线，这有很大的难度。在此期间，除了对元件较好的焊接外，还要考虑电路元件间的影响（即元件之间信号的干扰等问题），还要考虑元件连线的不相交以及焊板面积的大小、元件摆放和连线的美观性等，所以想要焊出一块实用又美观的板子，还要经过一番考虑和布置。但是最后在老师和同学的帮助以及自己的不断努力下，把问题一一解决了，那种心情别提有多高兴啊。实验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题，有些理论知识还处于懵懂状态，老师们不厌其烦地为我们调整波形，讲解知识点，实在令我感动。这次课程设计让我学到了很多，不仅是巩固了先前学的模电、数电的理论知识，而且也培养了我的动手能力，更令我的创造性思维得到拓展。希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些！七、参考文献电子技术基础（模拟部分） 康华光 高等教育出版社模拟电子技术基础 童诗白 华成英 高等教育出版社模拟电子技术课程设计 电气工程系 中原工学院电工电子教研室电子线路课程设计 华永平 东南大学出版社电子技术基础实验与课程设计 高吉祥 电子工业出版社电工电子技术实习与课程设计 华容茂 电子工业出版社附图附图一附图二
