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青海省第四届大学生电子设计竞赛
设 计 报 告
编号：20130433 题目：B
函数信号发生器设计与制作报告
目录
一、设计要求 .......................................................................................... - 3 - 二、设计的作用、目的 .......................................................................... - 3 - 三、性能指标 .......................................................................................... - 3 - 四、设计方案的选择及论证 .................................................................. - 4 - 五、函数发生器的具体方案 .................................................................. - 5 - 1. 总的原理框图及总方案 ................................................................. - 5 - 2.各组成部分的工作原理 ................................................................... - 6 - 2.1 方波发生电路 .......................................................................... - 6 - 2.2 三角波发生电路 ...................................................................... - 9 - 2.3 正弦波发生电路 .................................................................. - 10 - 2.4在Multisim 10.1中可得到图所示的波形 ............................. - 14 - 六、实验结果分析 ................................................................................ - 15 - 七、实验总结 ........................................................................................ - 16 - 八、参考资料 ........................................................................................ - 16 - 九、附录：5v稳压电源 ....................................................................... - 17 -
一、设计要求
1. 信号发生器能产生正弦波、方波和三角波三种周期性波形。 2. 输出信号频率在100Hz～100kHz范围内可调。
3. 在1kΩ负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调；
4. 输出信号波形无明显失真。 5. 自制稳压电源。
二、设计的作用、目的
1. 掌握函数信号发生器工作原理。 2. 熟悉集成运放的使用。 3. 熟悉Multisim软件。
三、性能指标
1．输出波形：正弦波、方波、三角波等； 2．频率范围：10～100Hz、100～1kHz； 3．输出电压：正弦波0 四、设计方案的选择及论证 函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。 产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以首先产生三角波—方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。 1. 方案一 由555定时器所构成的多谐振动器产生方波, 方波经过积分器的作用产生三角波，三角波在经过差分放大电路的非线性转换为正弦波。采用分立器件实现电路组成，主要的部件电压比较器、积分运算电路、差分放大电路、选择开关、电位器和一些电容、电阻组成。该方案由三级单元电路组成的，第一级单元可以产生方波，第二级可以产生三角波，第三级可以产生正弦波，通过第二级的选择开关可以实现频率波段的转换，通过对差分放大电路部分元器件的调节来改善正弦波产生的波形。 2. 方案二 采用集成电路实现，主要部件有高速运算放大器LM318、单片函数发生器模块5G8038、选择开关、电位器和一些电容、电阻组成。该方案通过调节不同电位器可调节函数发生器输出振荡频率大小、占空比、正弦波信号的失真，可产生精度较高的方波、三角波、正弦波，且具有较高的温度稳定性和频率稳定性。