波形发生器.docx

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波形发生器

《模拟电子技术基础》课程设计报告

题目:

波形发生器

设计人员甘耀

学号201111611406

班级电子1114班

指导教师王骥职称副教授

日期2013年01月07日

一．课题名称

波形发生器

二．设计任务

设计制作一台能产生方波、三角波、正弦波的波形发生器。

三．设计目的

（1）巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。

（2）培养根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。

通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。

　　（3）通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件；初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

　　（4）了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。

　　（5）培养严肃、认真的工作作风和科学态度。

四．设计要求

（1）输出波形频率范围为0.02Hz~20kHz且连续可调；

（2）正弦波幅值为±10V，失真度小于2%；

（3）方波幅值为10V；

（4）三角波峰-峰值为20V；

（5）各种波形幅值均连续可调；

（6）设计电路所需的直流电源。

（7）列出集成运放、二极管、电阻、电容、电位器、转换开关等全部元件的清单。

五．设计内容

1.总电路原理图

本方案是在满足电路设计的基本要求下进行思考的，引用的是书本上的电路图，再加自己的想法。

在电压比较器矩形波的的基础上引入反馈，从而产生震荡，然后加入RC回路作为延迟环节，就可以得到矩形波。

在矩形波的基础上在加积分电路，就得到了三角波。

考虑到三角波电压为固定频率或者频率变化很小的情况下，可以用低通滤波器的方法将三角波变换为正弦波。

其电路图如下：

2.方波发生电路

从一般理论来分析，可以在滞回比较器的基础上，靠正反馈和RC充放电回路组成矩形波发生器。

由于滞回比较电路的输出只有两种可能的状态，高电平或者低电平，两种不同的输出电平式RC电路进行充放电，于是电容上的电压降降低或者升高，而电容上的电压又作为滞回比较器的输入电压，控制其输出端发生跳变，从而使RC电路由充电过程变成放电过程或者相反，如此循环往复，最后在滞回比较器的输出端即可得到一个高低电平交替变化的方波信号。

3.三角波发生电路

三角波是在方波的基础上产生的，在方波的电路后接一积分电路即可产生三角波。

由于三角波信号发生器是电容的充放电过程形成的指数形式，所以线性度较差，为了能得到线性度较好的三角波，可以将运放和几个电阻、电容构成积分电路。

4.锯齿波发生电路

锯齿波同样是在方波的基础上产生的。

如上图所示，如果电容充，放电时间常数不相同，则可以是积分电路的输出信号为锯齿波，比较器的输出为方波

5．正弦波发生电路

正弦波的产生是利用RC桥式正弦波振荡器。

如上图所示，为集成运算放大器组成的的RC桥正弦波振荡器。

其中RC串，并联网络组成正反馈支路，同时兼作选频网络。

R28，R29，R30组成负反馈支路，作为稳幅环节。

正反馈支路和负反馈网络中的R28和R29,R30正好形成电桥的四个臂，电桥接到集成运算放大器的两个输入端，构成RC桥式正弦波振荡器。

6.电路仿真

（1）用示波器观察方波电路的输出波形

（2）用示波器观察三角波电路的输出波形

（3）用示波器观察锯齿波电路的输出波形

（4）用示波器观察正弦波电路的输出波形

六：

心得体会

这次的课程设计把我们平时所学充分的用上了，通过仿真软件的运用，我感觉到它是真的太方便了。

在设计电路图的过程中我发现书本上的东西是太有限了，我们平时在学习模电的时候不应该局限在书本上的知识，也应该在图书馆借一些书来学习。

在学习积分、微分电路是感觉不到他的微妙，但是在设计电路的的过程中感觉好像这些电流已经有了生命，只要合适的变换，他就能显示出他们无穷的生命力。

在设计电路的过程中我们小组发生了很多的分歧，我们进行了讨论，研究最后选择了这个方案，因为我们感觉这个方案可行性高，并且和我们的书本联系紧密，这样我们能在做课程设计的过程中也进行期末的复习。

通过团队的合作我们深切的理会到，一个好的团队能创造出不一样的效率。

也感觉到在团队里不仅要有一个能力的队友，还要有一个能组织管理的伙伴。

七：

对本次课程设计的意见及建议

这次课程设计时间太紧了，没有充足的时间来完完成和思考改进。

希望学校应该多一些这样的设计类的课程，这样会让我感到自己知识的局限，会激发我们的兴趣和激情。

也希望下次安排课程时即使时间紧迫也应该给我们安排一个指导老师，这样我们遇到元器件，软件方面的问题是也会有一个求教的对象。

八：

附录（元器件清单）

元件名称

数值

元件名称

数值

电阻1

100KΩ

电容1

300nF

电阻2

1KΩ

电容2

100nF

电阻3

250KΩ

电容3

1μF

电阻4

250Ω

集成运放型号：

ＬＭ３０１（4个）

电阻5

150KΩ

稳压管（4个）

10V

电阻6

150Ω

可调电阻Rw1

0-350V

电阻7

4KΩ

可调电阻Rw2

0-10V

电阻8

4Ω

电阻9

6000KΩ