正弦波信号发生器设计课设综述.docx

1、正弦波信号发生器设计课设综述课程设计I(论文)说明书(正弦波信号发生器设计)2010年 1月19日摘 要正弦波是通过信号发生器，产生正弦信号得到的波形，方波是通过对原信号进行整形得到的波形。本文主要介绍了基于op07和555芯片的正弦波-方波函数发生器。以op07和555定时器构成正弦波和方波的发生系统。Op07放大器可以用于设计正弦信号，而正弦波可以通过555定时器构成的斯密特触发器整形后产生方波信号。正弦波方波可以通过示波器检验所产生的信号。测量其波形的幅度和频率观察是否达到要求，观察波形是否失真。关键词：正弦波 方波 op07 555定时器引言 21 发生器系统设计 21.1系统设计目标

2、 21.2 总体设计 21.3具体参数设计 42 发生器系统的仿真论证 43 系统硬件的制作 44 系统调试 55 结论 5参考文献 6附录 71引言正弦波和方波是在教学中经常遇到的两种波形。本文简单介绍正弦波和方波产生的一种方式。在这种方式中具体包含信号发生器的设计、系统的论证、硬件的制作，发生器系统的调制。1、发生器系统的设计1.1发生器系统的设计目标 设计正弦波和方波发生器，性能指标要求如下：1）频率范围100Hz-1KHz；2）输出电压1V；3）波形特性：非线性失真V2。输入正弦波v1从0逐渐升高的过程：v11/3Vcc时，输出v0=V1；当1/3Vccv12/3Vcc时，v0=V2；

3、输入正弦波v1从高于2/3Vcc开始下降的过程：当1/3Vccv12/3Vcc时，输出v0=V2保持不变；v11/3Vcc时，输出v0=V1；此电路中会产生V=1/3Vcc的回差电压。这个电压就是就是方波的振幅。而方波的频率是随着正弦波的频率变化的。所以方波的频率等于正弦波的频率f0。3（3）正弦波和方波的连接框图： 图1.21.3 具体参数设计根据设计的频率范围要求：100Hz-1KHz；由f0=1/2RC，在电容为0.1uF时。可以计算出1.59kR2R1，选择R1=5.1k，那么R25.1k，所以选择阻值为20k的可变电阻。而在电源提供给芯片的电压中还有一些杂波，所以在接入C4、C5、C

4、6起到滤波的作用。C7是起到积分的作用和隔直流的作用。总而使得方波的输出波形更加的稳定。原理图（见附录图d）2、发生器系统的仿真论证在实际制作之前，根据设计的原理图，通过multisim10.0仿真软件进行仿真，完善原理图的设计。仿真原理图（见附录图a），通过示波器检测得到的正弦波形（见附录图b），通过示波器检测得到的方波形（见附录图c）；43 、系统硬件的制作 电路板的绘画可以通过DXP2004来完成，根据设计的电路绘制原理图（见附录）绘制出的原理图导出PCB，再通过人工的排序后，设置线条的大小和安全距离，自动布线，再对自动布线后的结构做必要的修改，只PCB板更加的美观（见附录）。根据PCB

5、板做出电路板。并焊接。完成电路板硬件的制作。4、系统调制 用万用表根据原理图线路的连接对电路板进行检测是否有短路、虚焊、断路现象。完成这些操作后，正确的把电路板接入电源。用示波器检测波形的幅频特性和观察波形是否失真。开始调制时。由于设计的时候没有考虑到要频率的可调性，在选频网路中没有用到可调电阻，所以频率只能在一个频率点上，并不能满足频率可调的要求，根据频率的范围选择50k的级联电阻，使得选频网络中的电阻能够达到同步可调。用级联电阻调节正弦函数的频率。产生的正弦波导入斯密特触发器是，回出项较大程度的失真，可能是因为导入的正弦波中存在着杂波，导致整形后得到的方波出现毛尖的问题。在导入正弦波之前加

6、一个积分电容。得到的波形基本达到要求。调制完善后。用示波器对波形进行测量，在大致不是真的情况下，频率在32Hz4kHz，正弦波的峰峰值为：6.8V，方波的峰峰值为3.1V。基本达到了设计的要求。频率理论值计算如下；C3=0.1uF；Rp=050k；=31.8Hz；但是在电路的调制过程中当调制的范围大于4kHz后，波形出项较严重的失真。5、总结正弦波-方波函数发生器可以分为正弦波产生部分和方波产生部分。正弦波的产生电路时基于op07的放大电路实现的，通过放大电路的自激振荡来完成，这需要放大器满足自激振荡的条件：AF=1；a+b=2n。由基本放大电路、选频网络、反馈网络构成。而方波的才产生是由55

7、5构成的斯密特触发器整形后实现。本文主要陈述了正弦波-方波函数发生器的原理，正弦波的设计，方波的设计。绘制原理图到，设计PCB图，到做电路板和调制的全过程。设计的电路基本完成了设计的要求，但其中也有缺点和需要完善的地方。在正弦波部分缺点主要是波形有些微弱的失真，波形的上升部分下降部分微弱的不对称，可能是由于选择的元器件精确度不够，导致在调制的时候没有办法做到更加的准确。方波部分可能是因为输入的正弦波并没有到达要求，所以输出的方波有些微弱的杂波。出现毛尖现在。因为电源提供给芯片的电压中也存在微小的杂波，如果能够把电源里的杂波滤除，系统收到的干扰也将会减少。通过课程设计掌握了一个电路板从设计到调制

8、完成的全过程。5参考文献【1】康华光，陈大钦，张林.电子技术基础模拟部分（第五版）【M】北京：高等教育出版社，2010：339342，434441【2】阎石.数字电子技术基础（第五版）【M】.北京：高等教育出版社，2010，488497【3】周巍，黄建华.数字逻辑电路实验设计.仿真【M】.成都：电子科技大学出版社，2010，98991 陈尚松,雷加,郭庆.电子测量与仪器M.北京：电子工业出版社，2005：1081266附录仿真原理图：图a正弦波仿真：图b7方波仿真：图cDXP原理图：图dDXP-PCB图：8 图e附录f：元件清单序 号名 称数 量备 注1555芯片12Op07芯片13八角芯片底座24电容70.1uF5电阻25.1k6级联电阻150k7可变电阻120k8排针29排线110二极管26V9