函數(shù)發(fā)生器模電課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第 一 部 分</b></p><p><b>　　任</b></p><p><b>　　務(wù)</b></p><p><b>　　及</b></p><p><b>　　指</b></p>

2、<p><b>　　導(dǎo)</b></p><p><b>　　書</b></p><p>　?。ên程設(shè)計(jì)計(jì)劃安排）</p><p>　　《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)指導(dǎo)書</p><p>　　課題：函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)</p><p>　　一個(gè)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作過(guò)程

3、所涉及的知識(shí)面很廣；加上電子技術(shù)的發(fā)展異常迅速，新的電子器件的功能在不斷提升，新的設(shè)計(jì)方法不斷發(fā)展，新的工藝手段層出不窮，它們對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作方法提出了新的挑戰(zhàn)。但對(duì)于初次涉足電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作來(lái)說(shuō)，了解并實(shí)踐一下電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作的基本過(guò)程是很有必要的。由于所涉及的知識(shí)面很廣，相應(yīng)的具體內(nèi)容請(qǐng)參考本文中提示的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》、《電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》等書的有關(guān)章節(jié)。</p><p>　　一、函數(shù)

4、發(fā)生器的簡(jiǎn)介</p><p>　　函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動(dòng)產(chǎn)生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，使用的器件可以是分立器件 (如低頻信號(hào)函數(shù)發(fā)生器S101全部采用晶體管)，也可以采用集成電路(如單片函數(shù)發(fā)生器模塊8038)。為進(jìn)一步掌握電路的基本理論及實(shí)驗(yàn)調(diào)試技術(shù)，本課題采用由集成運(yùn)算放大器與晶體管差分放大器共同組成的方波—三角波—正弦波函

5、數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的方案有多種，如首先產(chǎn)生正弦波，然后通過(guò)整形電路將正弦波變換成方波，再由積分電路將方波變成三角波；也可以首先產(chǎn)生三角波—方波，再將三角波變成正弦波或?qū)⒎讲ㄗ兂烧也ǖ鹊?。本課題采用先產(chǎn)生方波—三角波，再將三角波變換成正弦波的電路設(shè)計(jì)方法，</p><p>　　一、函數(shù)發(fā)生器的工作原理</p><p>

6、　　本課題中函數(shù)發(fā)生器電路組成框圖如下所示：</p><p>　　由比較器和積分器組成方波—三角波產(chǎn)生電路，比較器輸出的方波經(jīng)積分器得到三角波，三角波到正弦波的變換電路主要由差分放大器來(lái)完成。差分放大器具有工作點(diǎn)穩(wěn)定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。特別是作為直流放大器時(shí)，可以有效地抑制零點(diǎn)漂移，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。</p>&

7、lt;p><b>　　二、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1．掌握電子系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法</p><p>　　2．掌握模擬IC器件的應(yīng)用</p><p>　　3．培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐的能力</p><p>　　三、設(shè)計(jì)要求及技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　1．設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試函

8、數(shù)發(fā)生器</p><p>　　2．輸出波形：正弦波、方波、三角波；</p><p>　　3．頻率范圍 ：在10－10000Hz范圍內(nèi)可調(diào) ；</p><p>　　4．輸出電壓：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ>1V；</p><p>　　四、設(shè)計(jì)所用儀器及器件</p><p><b

9、>　　1．直流穩(wěn)壓電源</b></p><p><b>　　2．雙蹤示波器</b></p><p><b>　　3．萬(wàn)用表</b></p><p><b>　　4．運(yùn)放741</b></p><p><b>　　5．電阻、電容若干</b>

10、</p><p><b>　　6．三極管</b></p><p><b>　　7．面包板</b></p><p><b>　　五、日程安排</b></p><p>　　1．布置任務(wù)、查閱資料，方案設(shè)計(jì)　　（一天）</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，查閱參

11、考資料，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)及可行性論證，確定設(shè)計(jì)方案，畫出詳細(xì)的原理圖。</p><p>　　2．上機(jī)在EDB（或EDA）對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行模擬仿真調(diào)試、畫電路原理接線圖 （半天）</p><p>　　要求在虛擬儀器上觀測(cè)到正確的波形并達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。</p><p>　　3．電路的裝配及調(diào)試　　（兩天半）</p><p>　　在面包板上對(duì)電路進(jìn)行

12、裝配調(diào)試，使其全面達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，最終通過(guò)驗(yàn)收。</p><p>　　4．總結(jié)報(bào)告　　 （一天）</p><p>　　六、課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容：</p><p>　　總結(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程，寫出設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)計(jì)報(bào)告具體內(nèi)容要求如下：</p><p>　　1．課程設(shè)計(jì)的目和設(shè)計(jì)的任務(wù)</p><p>　　2．課程設(shè)計(jì)的要求及技術(shù)

13、指標(biāo)</p><p>　　3．總方案的確定并畫出原理框圖。</p><p>　　4．各組成單元電路設(shè)計(jì)，及電路的原理、工作特性(結(jié)合設(shè)計(jì)圖寫) </p><p>　　5．總原理圖，工作原理、工作特性（結(jié)合框圖及電路圖講解）。</p><p>　　6．電路安裝、調(diào)試步驟及方法，調(diào)試中遇到的問(wèn)題，及分析解決方法。</p><p

14、>　　7．實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，改進(jìn)意見及收獲。</p><p><b>　　8．體會(huì)。</b></p><p>　　七、電子電路設(shè)計(jì)的一般方法：</p><p>　　1．仔細(xì)分析產(chǎn)品的功能要求，利用互連網(wǎng)、圖書、雜志查閱資料，從中提取相關(guān)和最有價(jià)值的信息、方法。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)總體方案。</p>

15、;<p>　?。?）設(shè)計(jì)單元電路、選擇元器件、根據(jù)需要調(diào)整總體方案</p><p>　?。?）計(jì)算電路（元件）參數(shù)。</p><p>　?。?）繪制總體電路初稿</p><p>　　（5）上機(jī)在EDB（或EDA）電路實(shí)驗(yàn)仿真。</p><p>　　（6）繪制總體電路。</p><p>　　2．明確電路圖設(shè)

16、計(jì)的基本要求進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。并上機(jī)在EDB（或EDA）上進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)仿真，電路圖設(shè)計(jì)已有不少的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，利用這些軟件可顯著減輕了人工繪圖的壓力，電路實(shí)驗(yàn)仿真大大減少人工重復(fù)勞動(dòng)，并可幫助工程技術(shù)人員調(diào)整電路的整體布局，減少電路不同部分的相互干擾等等。</p><p>　　3．掌握常用元器件的識(shí)別和測(cè)試。電子元器件種類繁多，并且不斷有新的功能、性能更好的元器件出現(xiàn)。需要通過(guò)互連網(wǎng)、圖書、雜志查閱它們的識(shí)別和

17、測(cè)試方法。對(duì)于常用元器件，不少手冊(cè)有所介紹。</p><p>　　4、熟悉常用儀表，了解電路調(diào)試的基本方法。通過(guò)排除電路故障，提高電路性能的過(guò)程，鞏固理論知識(shí),提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。</p><p>　　5、獨(dú)立書寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p><b>　　第 二 部 分</b></p><p><b>　

18、　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　報(bào)</b></p><p><b>　　告<

19、;/b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1設(shè)計(jì)的目的及任務(wù)- 2 -</p><p>　　1.1課程設(shè)計(jì)的目的- 2 -</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求- 2 -</p><p>　　1.3 課程設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)- 3 -</p&

20、gt;<p>　　2 電路設(shè)計(jì)總方案及原理框圖- 3 -</p><p>　　2.1 電路設(shè)計(jì)原理框圖- 3 -</p><p>　　2.2 電路設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)- 3 -</p><p>　　3各組成部分的工作原理- 4 -</p><p>　　3.1 方波發(fā)生電路的工作原理- 4 -</p><p&

21、gt;　　3.2 方波---三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理- 4 -</p><p>　　3.3 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的工作原理- 7 -</p><p>　　3.4電路的參數(shù)選擇及計(jì)算- 8 -</p><p>　　3.5 總電路圖- 9 -</p><p>　　4電路仿真- 10 -</p><p>　　

22、4.1 方波---三角波發(fā)生電路的仿真- 10 -</p><p>　　4.2 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的仿真- 11 -</p><p>　　5 電路的安裝與調(diào)試- 12 -</p><p>　　5.1 方波---三角波發(fā)生電路的安裝與調(diào)試- 12 -</p><p>　　5.1.1.安裝方波——三角波產(chǎn)生電路- 12 -<

23、;/p><p>　　5.2.2.調(diào)試方波——三角波產(chǎn)生電路- 12 -</p><p>　　5.2 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的安裝與調(diào)試- 12 -</p><p>　　5.2.1.安裝三角波——正弦波變換電路- 12 -</p><p>　　5.2.2.調(diào)試三角波——正弦波變換電路- 13 -</p><p>

24、　　5.3 總電路的安裝與調(diào)試- 13 -</p><p>　　5.4調(diào)試中遇到的問(wèn)題及解決的方法- 13 -</p><p>　　5.4.1.方波-三角波發(fā)生器的裝調(diào)- 13 -</p><p>　　5.4.2.三角波---正弦波變換電路的裝調(diào)- 13 -</p><p>　　6電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果- 15 -</p>&

25、lt;p>　　6.1 方波---三角波發(fā)生電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果- 15 -</p><p>　　6.2 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果- 15 -</p><p>　　6.3 實(shí)測(cè)電路波形、誤差分析及改進(jìn)方法- 15 -</p><p>　　7．收獲與體會(huì)- 16 -</p><p>　　8．儀器儀表清單- 17 -</

26、p><p>　　9．參考文獻(xiàn)- 18 -</p><p><b>　　1設(shè)計(jì)的目的及任務(wù)</b></p><p>　　模擬電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，要學(xué)好它，僅靠在課堂上學(xué)好理論知識(shí)是不夠的，必須加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)不同（實(shí)驗(yàn)的目的內(nèi)容比較單一），課程綜合設(shè)計(jì)是對(duì)某一門課程進(jìn)行的綜合訓(xùn)練，內(nèi)容較豐富。通過(guò)設(shè)計(jì)，裝接，調(diào)試實(shí)際的電子

27、線路，可以進(jìn)一步加深對(duì)電路基礎(chǔ)知識(shí)的理解，提高分析實(shí)際問(wèn)題的能力。</p><p>　　1.1課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　1．掌握電子系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法</p><p>　　2．掌握模擬IC器件的應(yīng)用</p><p>　　3．培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐的能力</p><p>　　4. 熟練掌握MULTISI

28、M仿真軟件的使用</p><p>　　5. 培養(yǎng)一定的自學(xué)能力、獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力以及開拓創(chuàng)新能力</p><p>　　6. 通過(guò)嚴(yán)格的工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練，逐步樹立嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，并具備一定的生產(chǎn)觀念、經(jīng)濟(jì)觀念和全局觀念。</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求</p><p>　　任務(wù): 本課題采用由集成運(yùn)

29、算放大器與晶體管差分放大器共同組成的方波—三角波—正弦波函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的方案有多種，如首先產(chǎn)生正弦波，然后通過(guò)整形電路將正弦波變換成方波，再由積分電路將方波變成三角波；也可以首先產(chǎn)生三角波—方波，再將三角波變成正弦波或?qū)⒎讲ㄗ兂烧也ǖ鹊取１菊n題采用先產(chǎn)生方波—三角波，再將三角波變換成正弦波的電路設(shè)計(jì)方法，</p><p>　　要求:

30、 1．設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試函數(shù)發(fā)生器</p><p>　　2．輸出波形：正弦波、方波、三角波；</p><p>　　3．頻率范圍 ：在10－10000Hz范圍內(nèi)可調(diào) ；</p><p>　　1.3 課程設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　1．輸出波形：正弦波、方波、三角波；</p><p>　　2．正弦波有三角波產(chǎn)生，三角

31、波有方波產(chǎn)生</p><p>　　3．頻率范圍 ：在10－10000Hz范圍內(nèi)可調(diào) ；</p><p>　　4．輸出電壓：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ>1V；</p><p>　　5. 采用運(yùn)放、器件設(shè)計(jì)完成。</p><p>　　2 電路設(shè)計(jì)總方案及原理框圖</p><p>　　2

32、.1 電路設(shè)計(jì)原理框圖</p><p>　　圖2.1電路設(shè)計(jì)原理框圖</p><p>　　2.2 電路設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動(dòng)產(chǎn)生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，使用的器件可以是分立器件 (如低頻信號(hào)函數(shù)發(fā)生器S101全部采用晶體管)，也可以采用集成電路(

33、如單片函數(shù)發(fā)生器模塊)。為進(jìn)一步掌握電路的基本理論及實(shí)驗(yàn)調(diào)試技術(shù)，本課題采用由集成運(yùn)算放大器與晶體管差分放大器共同組成的方波—三角波—正弦波函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的方案有多種，如首先產(chǎn)生正弦波，然后通過(guò)整形電路將正弦波變換成方波，再由積分電路將方波變成三角波；也可以首先產(chǎn)生三角波—方波，再將三角波變成正弦波或?qū)⒎讲ㄗ兂烧也ǖ鹊取１菊n題采用先產(chǎn)生方波—三角波，再將三角

34、波變換成正弦波的電路設(shè)計(jì)方法，</p><p>　　本課題中函數(shù)發(fā)生器組成方案如下所示:</p><p>　　由比較器和積分器組成方波—三角波產(chǎn)生電路，比較器輸出的方波經(jīng)積分器得到三角波，三角波到正弦波的變換電路主要由差分放大器來(lái)完成。差分放大器具有工作點(diǎn)穩(wěn)定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。特別是作為直流放大器時(shí)，可以有效地抑制零點(diǎn)漂移，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的

35、原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。</p><p>　　3各組成部分的工作原理</p><p>　　3.1 方波發(fā)生電路的工作原理</p><p>　　此電路由反相輸入的滯回比較器和RC電路組成。RC回路既作為延遲環(huán)節(jié)，又作為反饋網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)RC充、放電實(shí)現(xiàn)輸出狀態(tài)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。設(shè)某一時(shí)刻輸出電壓Uo=+Uz,則同相輸入端電位Up=+UT。Uo通過(guò)R3對(duì)電容C正

36、向充電，如圖中實(shí)線箭頭所示。反相輸入端電位n隨時(shí)間t的增長(zhǎng)而逐漸增高，當(dāng)t趨于無(wú)窮時(shí)，Un趨于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo從+Uz躍變?yōu)?Uz,與此同時(shí)Up從+Ut躍變?yōu)?Ut。隨后，Uo又通過(guò)R3對(duì)電容C反向充電，如圖中虛線箭頭所示。Un隨時(shí)間逐漸增長(zhǎng)而減低，當(dāng)t趨于無(wú)窮大時(shí)，Un趨于-Uz；但是，一旦Un=-Ut,再減小，Uo就從-Uz躍變?yōu)?Uz，Up從-Ut躍變?yōu)?Ut，電容又開始正相充電。上述過(guò)程周而復(fù)始，電

37、路產(chǎn)生了自激振蕩。</p><p>　　圖3.1方波發(fā)生電路</p><p>　　3.2 方波---三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理</p><p>　　圖3.2 方波—三角波產(chǎn)生電路</p><p>　　圖3.2.1 圖3.2.2</p><p><b&g

38、t;　　工作原理如下：</b></p><p>　　若a點(diǎn)斷開，運(yùn)算發(fā)大器A1與R1、R2及R3、RP1組成電壓比較器，C1為加速電容，可加速比較器的翻轉(zhuǎn)。運(yùn)放的反相端接基準(zhǔn)電壓，即U-=0，同相輸入端接輸入電壓Uia，R1稱為平衡電阻。比較器的輸出Uo1的高電平等于正電源電壓+Vcc，低電平等于負(fù)電源電壓-Vee（|+Vcc|=|-Vee|）, 當(dāng)比較器的U+=U-=0時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出Uo1從高

39、電平跳到低電平-Vee,或者從低電平Vee跳到高電平Vcc。設(shè)Uo1=+Vcc,則 </p><p>　　將上式整理，得比較器翻轉(zhuǎn)的下門限單位Uia-為</p><p>　　若Uo1=-Vee,則比較器翻轉(zhuǎn)的上門限電位Uia+為</p><p>

40、<b>　　比較器的門限寬度</b></p><p>　　由以上公式可得比較器的電壓傳輸特性，如圖3-71所示。</p><p>　　a點(diǎn)斷開后，運(yùn)放A2與R4、RP2、C1及R17組成反相積分器，其輸入信號(hào)為方波Uo1，則積分器的輸出Uo2為　</p><p><b>　　時(shí)， </b></p><p

41、><b>　　時(shí)， </b></p><p>　　可見積分器的輸入為方波時(shí)，輸出是一個(gè)上升速度與下降速度相等的三角波，其波形關(guān)系如圖3.2.2所示。</p><p>　　a點(diǎn)閉合，既比較器與積分器首尾相連，形成閉環(huán)電路，則自動(dòng)產(chǎn)生方波-三角波。三角波的幅度為</p><p>　　方波-三角波的頻率f為</p><p&g

42、t;　　由以上兩式可以得到以下結(jié)論：</p><p>　　電位器RP2在調(diào)整方波-三角波的輸出頻率時(shí)，不會(huì)影響輸出波形的幅度。若要求輸出頻率的范圍較寬，可用C1改變頻率的范圍，PR2實(shí)現(xiàn)頻率微調(diào)。</p><p>　　方波的輸出幅度應(yīng)等于電源電壓+Vcc。三角波的輸出幅度應(yīng)不超過(guò)電源電壓+Vcc。</p><p>　　電位器RP1可實(shí)現(xiàn)幅度微調(diào)，但會(huì)影響方波-三角波

43、的頻率。</p><p>　　3.3 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的工作原理 </p><p><b>　　圖3.3</b></p><p>　　三角波——正弦波的變換電路主要由差分放大電路來(lái)完成。</p><p>　　差分放大器具有工作點(diǎn)穩(wěn)定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。特別是作為直流放大器，可以有效的抑制零點(diǎn)漂移

44、，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。分析表明，傳輸特性曲線的表達(dá)式為：</p><p><b>　　式中　　</b></p><p>　　——差分放大器的恒定電流；</p><p>　　——溫度的電壓當(dāng)量，當(dāng)室溫為25oc時(shí)，UT≈26mV。</p><p>　　如

45、果Uid為三角波，設(shè)表達(dá)式為</p><p>　　式中　　Um——三角波的幅度；</p><p>　　T——三角波的周期。</p><p>　　為使輸出波形更接近正弦波，由圖可見：</p><p>　　傳輸特性曲線越對(duì)稱，線性區(qū)越窄越好；</p><p>　　三角波的幅度Um應(yīng)正好使晶體管接近飽和區(qū)或截止區(qū)。</

46、p><p>　　圖為實(shí)現(xiàn)三角波——正弦波變換的電路。其中Rp1調(diào)節(jié)三角波的幅度，Rp2調(diào)整電路的對(duì)稱性，其并聯(lián)電阻RE2用來(lái)減小差分放大器的線性區(qū)。電容C1,C2,C3為隔直電容，C4為濾波電容，以濾除諧波分量，改善輸出波形。</p><p>　　圖3.4 三角波—正弦波變換電路的仿真圖</p><p>　　3.5三角波——正弦波變換</p><p&

47、gt;　　3.4電路的參數(shù)選擇及計(jì)算</p><p>　　1.方波-三角波中電容C1變化（關(guān)鍵性變化之一）</p><p>　　實(shí)物連線中，我們一開始很長(zhǎng)時(shí)間出不來(lái)波形，后來(lái)將C1從10uf（理論時(shí)可出來(lái)波形）換成0.1uf時(shí)，順利得出波形。實(shí)際上，分析一下便知當(dāng)C1=10uf時(shí)，頻率很低，不容易在實(shí)際電路中實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　2.三角波-正弦波部分 <

48、;/p><p>　　比較器A1和積分器A2的元件計(jì)算如下。</p><p>　　由式（3-61）得 </p><p><b>　　即 </b></p><p>　　取 ，則，取 ，RP1為47KΩ的點(diǎn)位器。區(qū)平衡電阻 </p><p>　　由式（3-62） </p><p>

49、　　當(dāng)時(shí)，取C1=10uF，則，取，為100KΩ電位器。當(dāng)時(shí) ，取C1=1uF以實(shí)現(xiàn)頻率波段的轉(zhuǎn)換，R4及RP2的取值不變。取平衡電阻R17為10千歐。 </p><p>　　三角波—正弦波變換電路的參數(shù)選擇原則是：隔直電容C3、C4、C5要取得較大，因?yàn)檩敵鲱l率很低，取，濾波電容視輸出的波形而定，若含高次斜波成分較多，可取得較小，一般為幾十皮法至0.1微法。RE2=100歐與RP4=100歐姆相并聯(lián)，以減小差分

50、放大器的線性區(qū)。差分放大器的幾靜態(tài)工作點(diǎn)可通過(guò)觀測(cè)傳輸特性曲線，調(diào)整RP4及電阻R*確定。</p><p><b>　　3.5 總電路圖</b></p><p>　　圖3.6三角波-方波-正弦波函數(shù)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)電路的仿真圖</p><p>　　先通過(guò)比較器產(chǎn)生方波，再通過(guò)積分器產(chǎn)生三角波，最后通過(guò)差分放大器形成正弦波。</p>&l

51、t;p><b>　　4電路仿真</b></p><p>　　4.1 方波---三角波發(fā)生電路的仿真</p><p>　　圖4.1方波仿真波形</p><p>　　圖4.2三角波仿真波形</p><p>　　圖4.3方波——三角波仿真波形</p><p>　　4.2 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路

52、的仿真</p><p>　　5 電路的安裝與調(diào)試</p><p>　　5.1 方波---三角波發(fā)生電路的安裝與調(diào)試</p><p>　　5.1.1.安裝方波——三角波產(chǎn)生電路</p><p>　　1. 把兩塊741集成塊插入面包板，注意布局；</p><p>　　2. 分別把各電阻放入適當(dāng)位置，尤其注意電位器的接法；&

53、lt;/p><p>　　3. 按圖接線，注意直流源的正負(fù)及接地端。</p><p>　　5.2.2.調(diào)試方波——三角波產(chǎn)生電路</p><p>　　1. 接入電源后，用示波器進(jìn)行雙蹤觀察；</p><p>　　2. 調(diào)節(jié)RP1，使三角波的幅值滿足指標(biāo)要求；</p><p>　　3. 調(diào)節(jié)RP2，微調(diào)波形的頻率；</p

54、><p>　　4. 觀察示波器，各指標(biāo)達(dá)到要求后進(jìn)行下一部安裝。</p><p>　　5.2 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的安裝與調(diào)試</p><p>　　5.2.1.安裝三角波——正弦波變換電路</p><p>　　1. 在面包板上接入差分放大電路，注意三極管的各管腳的接線；</p><p>　　2. 搭生成直流源電路，注

55、意R*的阻值選??；</p><p>　　3. 接入各電容及電位器，注意C6的選??；</p><p>　　4. 按圖接線，注意直流源的正負(fù)及接地端。</p><p>　　5.2.2.調(diào)試三角波——正弦波變換電路</p><p>　　1. 接入直流源后，把C4接地，利用萬(wàn)用表測(cè)試差分放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)；</p><p>

56、　　2. 測(cè)試V1、V2的電容值，當(dāng)不相等時(shí)調(diào)節(jié)RP4使其相等；</p><p>　　3. 測(cè)試V3、V4的電容值，使其滿足實(shí)驗(yàn)要求；</p><p>　　4. 在C4端接入信號(hào)源，利用示波器觀察，逐漸增大輸入電壓，當(dāng)輸出波形剛好不失真時(shí)記入其最大不失真電壓；</p><p>　　5.3 總電路的安裝與調(diào)試</p><p>　　1. 把兩部分

57、的電路接好，進(jìn)行整體測(cè)試、觀察</p><p>　　2. 針對(duì)各階段出現(xiàn)的問(wèn)題，逐個(gè)排查校驗(yàn)，使其滿足實(shí)驗(yàn)要求，即使正弦波的峰峰值大于1V。 </p><p>　　5.4調(diào)試中遇到的問(wèn)題及解決的方法</p><p>　　方波-三角波-正弦波函數(shù)發(fā)生器電路是由三級(jí)單元電路組成的,在裝調(diào)多級(jí)電路時(shí)，通常按照單

58、元電路的先后順序分級(jí)裝調(diào)與級(jí)聯(lián)。</p><p>　　5.4.1.方波-三角波發(fā)生器的裝調(diào)</p><p>　　由于比較器A1與積分器A2組成正反饋閉環(huán)電路，同時(shí)輸出方波與三角 波，這兩個(gè)單元電路可以同時(shí)安裝。需要注意的是，安裝電位器RP1與RP2之前，要先將其調(diào)整到設(shè)計(jì)值，如設(shè)計(jì)舉例題中，應(yīng)先使RP1=10KΩ,RP2?。?.5-70）KΩ內(nèi)的任一值,否則電路可能會(huì)不起振。只要

59、電路接線正確，上電后，UO1的輸出為方波，UO2的輸出為三角波，微調(diào)RP1,使三角波的輸出幅度滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求有，調(diào)節(jié)RP2，則輸出頻率在對(duì)應(yīng)波段內(nèi)連續(xù)可變。 </p><p>　　5.4.2.三角波---正弦波變換電路的裝調(diào)</p><p>　　按照?qǐng)D3—75所示電路，裝調(diào)三角波—正弦波變換電路，其中差分發(fā)大電路可利用 課題三設(shè)計(jì)完成的電路。電路的調(diào)試步驟如下。</p>&

60、lt;p>　?。?）經(jīng)電容C4輸入差摸信號(hào)電壓Uid=50v，F(xiàn)i =100Hz正弦波。調(diào)節(jié)Rp4及電阻R*,是傳輸特性曲線對(duì)稱。在逐漸增大Uid。直到傳輸特性曲線形狀入圖3—73所示，記下次時(shí)對(duì)應(yīng)的 Uid即Uidm值。移去信號(hào)源，再將C4左段接地，測(cè)量差份放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)I0 ,Uc1,Uc2,Uc3,Uc4。</p><p>　　（2）Rp3與C4連接，調(diào)節(jié)Rp3使三角波俄 輸出幅度經(jīng)Rp3等于Ui

61、dm值，這時(shí)Uo3的輸出波形應(yīng)接近正弦波，調(diào)節(jié)C6大小可改善輸出波形。如果Uo3的波形出現(xiàn)如圖3—76所示的幾種正弦波失真，則應(yīng)調(diào)節(jié)和改善參數(shù)，產(chǎn)生是真的原因及采取的措施有；</p><p>　　1）鐘形失真 如圖（a）所示，傳輸特性曲線的 線性區(qū)太寬，應(yīng)減小Re2。</p><p>　　2）半波圓頂或平頂失真 如圖（b）所示，傳輸特性曲線對(duì)稱性差，工作點(diǎn)Q偏上或偏下，應(yīng)調(diào)整電阻R

62、*。</p><p>　　3）非線性失真 如圖（c）所示，三角波傳輸特性區(qū)線性度 差引起的失真，主要是受到運(yùn)放的影響。可在輸出端加濾波網(wǎng)絡(luò)改善輸出波形。</p><p>　　（3）性能指標(biāo)測(cè)量與誤差分析</p><p>　　1）方波輸出電壓Up—p《=2Vcc是因?yàn)檫\(yùn)放輸出極有PNP型兩種晶體組成復(fù)合互補(bǔ)對(duì)稱電路，輸出方波時(shí)，由于導(dǎo)通時(shí)輸出電阻的影響，使方波輸出

63、度小于電源電壓值。</p><p>　　2）方波的上升時(shí)間T，主要受預(yù)算放大器的限制。如果輸出頻率受限制。可以增加速電容C1，一般取C1為幾十皮法。用示波器或脈沖示波器測(cè)量T。 </p><p><b>　　6電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p>　　6.1 方波---三角波發(fā)生電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　6.

64、2 三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　6.3 實(shí)測(cè)電路波形、誤差分析及改進(jìn)方法</p><p>　?。?）方波輸出電壓Up—p《=2Vcc是因?yàn)檫\(yùn)放輸出極有PNP型兩種晶體組成復(fù)合互補(bǔ)對(duì)稱電路，輸出方波時(shí)，兩管輪流截止與飽和導(dǎo)通，由于導(dǎo)通時(shí)輸出電阻的影響，使方波輸出度小于電源電壓值。</p><p>　?。?）方波的上升時(shí)間T，主要受預(yù)算放大

65、器的限制。如果輸出頻率的 限制?？山佣砑铀匐娙軨1，一般取C1為幾十皮法。用示波器或脈沖示波器測(cè)量T。</p><p>　　圖5.3.1 失真波形</p><p>　?。?）如圖5.3.1，若將C5替換為由兩個(gè)0.1uF串聯(lián)或直接拿掉, 可改善該圖失真情況 </p><p>　　C1=0.1uF

66、 U=54mv Uo=2.7v >1v</p><p>　　C1=0.01uF U=54mv Uo=2.8v>1v</p><p>　　Xc=1/W*C,當(dāng)輸出波形為高頻時(shí)，若電容C6較大，則Xc很小，高頻信號(hào)完全被吞并，無(wú)法顯示出來(lái)。</

67、p><p><b>　　7．收獲與體會(huì)</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)一周的努力，我終于做出了自己的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，做完之后自己感覺(jué)特有成就感。因?yàn)檫@是自己辛辛苦苦焊接所得到的勞動(dòng)成果。</p><p>　　不過(guò)說(shuō)實(shí)話，一開始拿到這個(gè)課程設(shè)計(jì)，心里真是沒(méi)底，畢竟模電是上學(xué)期學(xué)的，一些知識(shí)或多或少有點(diǎn)忘記了，在紀(jì)老師給我們輔導(dǎo)的時(shí)候，有些東西只有翻

68、書才能懂，幸好有老師的輔導(dǎo)，再加上同學(xué)之間的討論，思路也就漸漸清晰了不少，最后終于把仿真電路畫了出來(lái)。</p><p>　　第二天電路仿真，因?yàn)閷?duì)仿真軟件MULTISIM不太熟悉，遇到了很多困難，電路圖部分因?yàn)橐由戏抡媸静ㄆ鞯葴y(cè)試電路，還要測(cè)靜態(tài)工作點(diǎn)之類的數(shù)據(jù)，再加上對(duì)仿真軟件不是太熟悉，一開始真有點(diǎn)一籌莫展，經(jīng)過(guò)與同學(xué)的討論最后終于將仿真做完，數(shù)據(jù)也都測(cè)好了，這個(gè)時(shí)候我也感覺(jué)一陣輕松，但是我知道真正困難的還

69、不是這個(gè)。</p><p>　　接下來(lái)便是電路的焊接，這個(gè)時(shí)候是最需要集中精神的時(shí)候，因?yàn)椴牧现挥幸惶?，不能焊接錯(cuò)誤，否則就不好修改了，首先我們要清點(diǎn)材料，并且測(cè)試各個(gè)電阻的阻值，一切材料都準(zhǔn)備完畢之后，便開始焊接，焊接第一步，必須先將整塊電路板的設(shè)計(jì)布局排好，一開始有的人按照老師拿來(lái)的樣板來(lái)排，由于人多，我們就自己設(shè)計(jì)布局了，然后便是焊接，總之焊接耗費(fèi)了我們很長(zhǎng)時(shí)間，中午都沒(méi)去吃飯，那個(gè)時(shí)候大家干勁都很足，我也

70、沒(méi)感到饑餓，到了晚上我們都陸陸續(xù)續(xù)做完了，做完之后我馬上拿去測(cè)試，但是遺憾的是，波形怎么出不來(lái)，當(dāng)我們一籌莫展以為焊接錯(cuò)誤的時(shí)候，以為同學(xué)幫我們把示波器調(diào)了一下，清晰地波形便呈現(xiàn)在我們面前，那個(gè)時(shí)候我們真的很高興，接下來(lái)便是測(cè)靜態(tài)工作點(diǎn)，很遺憾的是不管我怎么調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，示數(shù)都不變，我拿過(guò)電路板仔細(xì)看了一下，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)滑變根本沒(méi)焊接上去，我馬上跑到焊接室把它焊接起來(lái)，回來(lái)再一做測(cè)試，PERFECT，呵呵呵，這個(gè)時(shí)候我們只要測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)就基

71、本上算完成了，之后我們也幫助其他組的同學(xué)找出他們的錯(cuò)誤，全部做完的時(shí)候，感覺(jué)很輕松，盡管有點(diǎn)累，但還是非常開心。</p><p>　　總之這幾天的課程設(shè)計(jì)，這次模電課程設(shè)計(jì)我受益匪淺。我的理論知識(shí)掌握得更扎實(shí)，動(dòng)手能力明顯提高。同時(shí)，通過(guò)網(wǎng)上搜索等多方面的查詢資料，我學(xué)到許多在書本上沒(méi)有的知識(shí)，也認(rèn)識(shí)到理論聯(lián)系實(shí)踐的重要。在這過(guò)程中，我學(xué)到了很多：專業(yè)的知識(shí)、同學(xué)的團(tuán)結(jié)幫助、刻苦努力的精神……同時(shí)也讓我品嘗到做一

72、件自己想要去做好的事情的沖動(dòng)和激情。在這里我要衷心的感謝xx老師給予我們的幫助，我們會(huì)更加努力，以優(yōu)異的成績(jī)回報(bào)你們孜孜不倦的教誨。</p><p><b>　　8．儀器儀表清單</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)所用儀器及器件</b></p><p>　　1．直流穩(wěn)壓電源 1臺(tái)</p>

73、<p>　　2．雙蹤示波器 1臺(tái)</p><p>　　3．萬(wàn) 用 表 1只</p><p>　　4．運(yùn) 放741 2片</p><p>　　5．電位器50K 2只 </p><p>　　100K 1只</p

74、><p>　　100Ω 　1只</p><p>　　6．電 容470μF 3只</p><p>　　10μF 1只</p><p>　　1μF 1只</p><p>　　0.1μF 2只</p><p>

75、;　　0.01μF 1只</p><p>　　7．三極管9013 4只</p><p>　　8．面　包　板 1塊</p><p>　　9．剪　　　刀　　　　　?。卑?lt;/p><p>　　10．儀器探頭線 2根</p><p>　　11

76、．電 源 線 4根</p><p><b>　　9．參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　童詩(shī)白主編．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）．北京：高教出版社， 2001</p><p>　　李萬(wàn)臣主編．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)與課程設(shè)計(jì).哈爾濱工程大學(xué)出版社，2001.3</p><p>　　胡宴如主編. 模擬電