模电课设 函数信号发生器Word文档下载推荐.docx

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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50Ω；

4）、输出为方波时输出电压峰值为0~5V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0~5V可调，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741

万用表

1个

电烙铁

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50Ω。

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+Rf2

f=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=4.7kΩ,R2=5.1kΩ.

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,Rf2最大时，应有f=1/2RfC=200Hz.

若取c=0.033uF,

计算出R1=7.6kΩ,R2=68.4kΩ.

（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=10kΩ，R5为4.7kΩ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/R2

f=1/T=R2/4R1（R4+R7）C

可取R1/R1=1,则f=1/4（R4+R7）C,即R1=10kΩ,R2=10kΩ.

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=3.8kΩ,R4=34.2kΩ.

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=10kΩ，R9为4.7kΩ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

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0-8V

217HZ-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，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