基于LM324的函数信号发生器Word格式.doc

1、目录第一章 题目要求31.1 设计要求31.2 设计目的31.3设计环境3第二章 方案设计42.1主要芯片介绍4第三章 结构框图等设计步骤53.1总体设计流程图53.2方波实现过程53.4三角波实现过程63.5正弦波实现过程63.6总电路图7第四章 测试结果及相关分析74.1 调试结果74.2 硬件实物连线图84.3 运行结果9第五章 优缺点分析及改进11第六章 总结与体会11第一章 ：题目要求1.1 设计要求函数信号发生器：利用集成运算放大器LM324制作可输出正弦波、方波、三角波的信号发生器，用示波器可观察。1.2 设计目的 利用所学模拟电路的知识，锻炼学生理论联系实际、提高我们的 综合应

2、用能力。1. 对网上资源的综合运用，会上网查找自己所需要的资料。2. 掌握集成运算放大器LM324的引脚图及其使用方法。3. 初步了解电路板焊接技术，能够较好较快地焊接简易的电路 板。4. 学会使用正负电源并给芯片通电。5. 学会使用示波器检验所得到的波形，从其中得到的幅值，周期， 频率等6. 学会使用仿真软件Multisim仿真所设计的电路图，并修改从 而得到正确的仿真结果。1.3设计环境1、计算机一台2、电阻包，电容包，稳压管，电烙铁，锡丝，洞洞板， LM324芯片一个，排针若干，导线若干。3、 示波器一个。4、 能提供正负12V的电源一台第二章：主要芯片介绍21 LM324芯片介绍LM3

3、24是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装（DIP14），外形如图1所示： 图1 LM324外型图片它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图2所示的符号来表示： 图2 LM324内部的运放单元在电路中的符号它有5 个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图3： 图3 LM324引脚排列图由

4、于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。第三章 ：结构框图等设计步骤31 总体设计流程图 根据要实现的功能，设计的电路系统框图如下图所示：电 源迟滞比较器积分器二阶有源低通滤波器方 波三角波正弦波 波图4 系统框图 系统采用12V双电源供电，主体部分由LM324集成运放芯片构成的迟滞比较器、积分器和二阶有源低通滤波器电路组成。3.2 方波实现过程利用同向输入迟滞比较器，如图： 其门线电压为： 解得：所以：当3.3三角波实现过程 利用电容的充放电电压随时间的关系可以得到通道二的输出波形，且：设当t=0时，VZ=-5.4V，当

5、电容充电使得Vi5.4V时，方波输出翻转为5.4V，则此时，VZ通过R3和C1反向充电，由于充放电的时间常数相同，所以通道二输出的波形为三角波，其周期为： =4.8ms则振荡频率为：f1/T1/4.8103208.33（Hz）3.4 正弦波实现过程 利用二阶有源低通滤波电路加上同相比例放大电路来实现，因为对此运算放大器运用虚短和虚断可知：UO32UO22UZ10.8（V）fH1/（2RC）=1/（23.143.91030.1106）408.30（HZ）即：第三级电路将阻止频率高于408.30HZ的信号通过。3.4 总电路图 第四章 测试结果及相关分析4.1 调试结果 4.1.1方波 4.1.2

6、 三角波 4.1.3 正弦波 4.2硬件实物连接图 4.3运行结果4.3.1实物连线 4.3.2方波 4.3.3三角波 4.3.4正弦波第五章 ：优缺点分析及改进5.1优点分析： 1.元器件简单，便宜，操作方便，易焊接。 2.效率高、体积小、重量轻，输出稳定波形。 3.能产生方波、三角波和正弦波等电子信号。 4.利用原理简单，电能耗费小，节能。5.1缺点分析及改进： 1.只能产生特定幅值，特定频率的信号，无调节功能。 改进：可以把R4，R6，R3，R1，R8等改成适当阻值范围的电位器， 以调节得到所需要的波形，但需注意各电阻，对波形的影响。 2.只能产生三角波，不能产生锯齿波。在R3上并联一个

7、相串联的R10和4.7V的二极管，运用电容 的充放电时间常数不等来实现锯齿波的产生。 3.焊接较密，且线与线之间有少许交叉，易导致信号干扰。对线路布局时要提前考虑清楚，如果实在要交叉，可以采 用飞线的方式第六章 ：总结与体会 本次实验采用集成运算放大器LM324来产生方波，三角波，正弦波，综合运用了迟滞比较器，积分器，二阶有源低通滤波电路，既让理论联系上了实际，又锻炼了我们的动手能力。 实验过程中不免遇到许多问题，首先是焊接技术差，多次把两条独立线路焊到一起，造成短路；通过多次焊接，熟能生巧，逐渐能够较好较快地焊接电路板；其次，对仿真软件Multisim的了解不够，导致很多次连线正确的电路板由于电源接错而导致功败垂成。后来经同学指导，才知道该软件默认正负12V电源，所以无论电源加上与否，电源连接正确与否，仿真结果都是正确的，而实验却出不了半点差错；在此次试验中，我们锻炼了耐心，懂得了，一个成功的实验是用汗水和时间浇灌出来的，急于求成的结果往往适得其反；实验几经失败，在失败中，我们必须要积极寻找失败的原因，从失败中获得新知，从而促进实验的进程；一个成功的实验少不了强大的理论支撑，我们需要在在理论的基础上进行实验，并用实验结果验证理论知识；11