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1、辽 宁 工 业 大 学课程设计（论文）题目：标准信号发生器电路院 （系）： 工程技术学院 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 教授 起止时间： 课程设计（论文）任务及评语院（系）：工程技术学院 教研室：电子信息教研室 学 号 学生姓名 专业班级课程设计（论文）题目标准信号发生器电路课程设计（论文）任务设计任务：1. 波形的产生及变换电路是应用极为广泛的电子电路，现设计并制作能产生标准方波波形信号输出的函数发生器。2. 设计电路所需的直流稳压电源。功能要求：1. 输出的各种波形工作频率范围 1.5kHz。2. 方波幅值 5V，2V，1V（峰- 峰值） 。设计要求：1 .分析
2、设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。指导教师评语及成绩成绩： 指导教师签字： 年 月 日I摘要信号发生器就是信号源，是输出各种电子信号的仪器，主要用在调试、测试电子电路、电子设备的参数。本
3、文通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能输出方波的标准信号发生器。我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略，再利用电子设计软件multisim对电路仿真。关键词：信号发生器、方波、直流稳压电源II目 录第一章 标准信号发生器设计方案论证 .11.1 应用意义.11.2 设计的要求及技术指标.11.3 设计方案论证.11.4 总体设计方案框图及分析.2第二章 标准信号发生器各单元电路设计 .42.1 比较器和RC反馈网络的电路设计.42.2 交直流转换电路设计.42.3 滤波电路设计.52.4 稳压电路设计.5
4、第三章 标准信号发生器整体电路设计.53.1 整体电路图及工作原理.53.2 电路参数计算.93.3 整体电路性能分析.10第四章 仿真分析.11第五章 标准信号发生器设计总结 .12参考文献.13附录：器件清单 .14- 1 -第一章 标准信号发生器设计方案论证1.1 应用意义1.1.1 电源是电子电路和电子系统中不可缺少的重要组成部分。1.1.2 学习用集成运算放大器构成方波发生器的设计方法与调试方法。1.1.3 观测方波发生器的波形、幅度和频率。1.1.4 通过自行设计正弦波变成方波的电路，进一步熟悉波形变换电路的工作原理及参数计算和调试方法。1.2 设计的要求及技术指标1.2.1 设计
5、任务（1）波形的产生及变换电路是应用极为广泛的电子电路。（2）现设计并制作能产生标。（3）准方波波形信号输出的函数发生器。（4）设计电路所需的直流稳压电源。1.2.2 功能要求（1）输出的各种波形工作频率范围1.5kHz。（2）方波幅值5V，2V，1V（峰-峰值） 。（3）直流稳压电源12V。1.2.3 设计要求（1）分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。（2）确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。（3）设计各单元
6、电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。（4）组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。1.3 设计方案论证1.3.1 标准信号发生器- 2 -根据实验任务的要求，对信号发生部分电路通常可采用多种不同性质和形式的电路图来获得所需要的波形信号输出。为此课题我提出了以下几种方案：方案一：用正弦波振荡器产生正弦波输出，正弦波信号通过变换电路得方波输出。文氏桥振荡器（RC串并联正弦波振荡器）产生正弦波输出，其主要特点是采用RC串并联网络作为选频和反馈网络，其振荡频率 ，改变RC的数值，可得到不同频RCf210率的信号
7、输出，为了使输出电压稳定，需采用稳幅措施。用集成运放构成电压比较器，将正弦波信号变换成方波信号输出。方案二：用一个滞回电压比较器加一个由RC充放电回路构成的负反馈网络作为简单的方波发生器。它的特点是线路简单，输出信号稳定，用于方波产生电路比较合适。方案一的结构比较麻烦，需要的元件比较多，构成的成本高；而方案二与之正好相反。方案二的结构比较简单，成本也低，制作起来比较简单和方便。经过以上分析我选用方案二来完成本课题设计。1.3.2 直流稳压电源电源是电子电路和电子系统中不可缺少的重要组成部分，目前，集成稳压器已在电源设备中得到广泛使用。按工作方式分，稳压电源通常有连续调整式和开关调整式两大类，而
8、开关式稳压电源因其具有高效率、输出低压、大电流的优点，其应用越来越广泛。方案： 串联式稳压电源方式我们首先想到用可调的三端式集成稳压器先提供稳定电压和小电流，再通过三极管扩流的方式使之提供大功率。其具体电路形式很丰富，可供借鉴的结构也很多。总之，考虑实际能力，我选用经典的串联式稳压电源方式。1.4 总体设计方案框图及分析1.4.1 标准信号发生器方框图如下- 3 -比较器 RC 反馈网络反馈环图 1.1框架图分析如下：方波产生电路是一种能够直接产生方波的非正弦信号发生电路。由于方波包含极丰富的谐波，因此这种电路又称为多谐振荡电路。它是在滞回比较器的基础上，增加了一个由 、 组成的反馈电路，把输
9、出电压经 、 反馈到集成运放的反相端。fRfCfRfC1.4.2 直流稳压电源方框图如下变压电路整流电路滤波电路稳压电路图 1.2 框架图分析如下：本电路是将 220V、50HZ 的交流电压通过变压器变换成适用的电压在经过整流电路得到单向电压、经过滤波电路得到相应频率的电压最后经过稳压电路得到所需的电压综合图为比较器 RC 反馈网络变压电路整流电路滤波电路稳压电路220V220V- 4 -图 1.3 总框架图第二章 标准信号发生器各单元电路设计2.1 比较器和RC反馈网络的电路设计由运算放大器A、 、 、 、 1和 组成的滞回比较器与RC电路组成的方波0R12zD2z发生器电路如图2.1所示。
10、在比较器没有翻转之前， 为一常数（设 =+ ） 。 通过 对 充电， 由-0V0Vz0fRfCcV / + 逐渐上升，随着 的增大， 两端的电压将逐渐下降，故充电电流 也1RzV12cfRi将不断减小，使 上升速度减慢。cRf20 %C11.0pFIC=0VR2k R210kR145 %32476513 D11N4735AD21N4735A604210图2.1由此可计算出振荡周期T=2RCln（1+ ） （2.1.1）21R2.2 交直流转换电路本电路的目的在于从50HZ、220V的交流电压中得到直流电压。当输入为220V交流电压时，首先通过变压器降至25V左右交流电压。整流部分选用了全波桥式整流电路，输出为32V直流电压。电路图如下f- 5 -T11
