1、 20111212 宋雅风 20111234 于雅婧 成 绩： 日期：2013年11月1日一、 电子技术课程设计的目的与要求1课程设计目的课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课
2、的学习和日后工程实践奠定基础。1课程设计内容与要求（1）教学基本要求 要求学生能够查阅有关资料，独立完成选题设计，掌握电子系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。（2）能力培养要求 通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。 综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。 培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。二、 课程设计名称及设计要
3、求1设计任务函数信号发生器的设计与制作2技术指标及要求（1）频率范围：100Hz1KHz。（2）正弦波Upp3v，三角波Upp5v，方波Upp10v，幅度连续可调，线性失真小。（3）选做：频率范围：100Hz1KHz，1KHz10KHz。三、 系统框图及简要说明1.系统框图2.简要说明本次设计应用三个模块：第一级应用自激振荡电路，产生100Hz1KHz频率可调的正弦信号。第二级应用过零比较器，将3V的正弦信号转换为方波信号，峰峰值Upp为10v。第三级应用RC积分电路，将10V方波信号转换为三角波，信号峰峰值Upp为5v。四、 方案选择与论证1.第一级采用RC桥式正弦波振荡电路，只有当放大电路
4、放大倍数大于3时才符合起振条件，实现起挣，即反馈电阻与输入电阻比例要大于2。同时还应考虑频率，按题目要求，频率范围100-1KHz，将正极反馈电阻和接地电阻改为电位器，使R 可调，变为频率可调电路，在输出电路，与地接变阻器与地连接，可以调整幅度。2.第二级采用过零比较器，阈值电压为零，当输入电压大于阈值电压时，输出稳压二极管正电压，当输入电压低于阈值电压时，输出稳压二极管负电压。应用两个5.1v的稳压管级联，可以输出10v左右的方波，电路较为简单，且能达到实验要求，在输出电路，与地接变阻器与地连接，可以调整幅度。3.第三级采用RC积分器，利用方波信号的正反变化使电容充放电，使信号变化为三角波。
5、在输出电路，与地接变阻器与地连接，可以调整幅度。五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等）5.1正弦波产生电路原理：采用RC桥式震荡电路基本电路图如下：正弦波产生电路，不仅要产生所输出的信号，还要作为产生方波的输入信号，这一部分是采用改动的RC桥式振荡电路，可以调节频率和放大器的增益。如图所示，就为改动后的RC桥式振荡电路。以运算放大器构成放大环节，由电阻R1和C2串联，电阻R3和C1并联所组成的网络为RC串并联选频网络，选频结果为500Hz。选频网络同时为正反馈电路，提供零相移并构成同相放大器，R4、R5和R6为深度负反馈，以获得良好的波形。在图中，满足 和 。所以正弦波的频率为f0。R=R
6、3 C=C1=50nf f=500Hz 所以R3=6.3K当电路工作于该频率时，要求满足,此电路才能起振。 R5+R62R4 52方波产生电路采用过零比较器方波产生电路就相对简单，将运算放大器的反相输入端接地，同相接正弦波的产生端构成过零比较器，如图所示。放大器形成开环形式，正弦波信号Ui从反向端输入，同相端接地。当输入信号Ui0时，输出为负极限值-UOM。因为Ui为RC桥式振荡电路产生的连续变化的正弦波信号，且输出信号在 15V之间变化，所以通过过零比较器就产生了连续变化的矩形波。5三角波产生电路（1）原理：采用积分器实际电路图如下：矩形波的图形可知，其电压为突变型。在RC积分电路中，电容的
7、充电是缓慢的，因此电容的两端电压缓慢增长，达到一定值时，矩形波的电压翻转，电容就缓慢放电，如此往复，就构成了连续变化的三角波。六、总体电路本次设计应用三个模块，第一级应用自激振荡电路，产生正弦震荡，第二级应用过零比较器，将正弦信号转换为方波，第三级应用RC积分电路将方波转换为三角波。七、实验过程（1）选定实验题目，先设计电路。参照模拟电子技术基础设计RC桥式正弦波振荡电路产生频率可调的正弦信号。然后用滑动变阻器设计调幅电路，将正弦波振荡电路产生的正弦信号调幅为3V正弦信号，完成第一个输出；方波信号的产生是采用过零比较器，使阈值电压为5v而产Upp为10V的方波，完成第二个输出；采用RC积分器产
8、生三角波输出，完成第三个输出。最后检查电路进行仿真。（2）实际电路的连接。将电路按照三级设计分别连接，每连完一级后，用示波器检测输出结果，同时调节滑动变阻器，以达到符合要求的频率和幅度波形。各级连接无误后，对电路整体进行调整，尽量减少失真现象。（3）结果分析及验收 观察实验最终结果，分析误差及失真原因，总结实验结果。找老师验收实验八、心得体会通过此次课程设计，我掌握了基本的电子系统设计和调试的方法，加深了对集成电路知识的理解，提高了实际动手能力以及分析、解决问题的能力。对于此次信号的产生和转换电路的设计，关于电路图的设计，我参照了很多过去课本上的知识。虽然书本理论分析透彻，电路在仿真环境下电阻、电容数值准确，所以出现的波形很好，但到实际工程当中却因为元件的误差有时会产生失真现象，所以设计电路时要考虑到这些问题，使设计的电路产生波形尽量稳定。设计的电路图主要分为三个模块，第一个模块主要是采用RC桥式正弦波振荡电路，进行正弦信号的发生，并设计调幅电路进行调幅。第二个模块采用过零比较器使其转换为方波。第三个模块采用RC积分电路产生三角波。虽然原理设计得很理想，在Multisim上仿真也没有问题，但是实物连接时却出现了很多问题。
