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1、分类号 密级中国地质大学（北京）本 科 实 习 报 告题题 目目 组合函数信号发生器组合函数信号发生器及波形巡回切换电路的设计与实现及波形巡回切换电路的设计与实现 学学生生姓姓名名 李李树树寒寒 学学 号号 10101121101010112110 学学生生姓姓名名 朱朱若若羽羽 学学 号号 10101121011010112101 院院（系系） 地地球球物物理理与与信信息息技技术术学学院院专专 业业 测测控控技技术术与与仪仪器器 二零一三二零一三 年年 七月七月中国地质大学（北京）2013 年本科实习报告1摘 要这次实习既使我们所学知识具有针对性，克服纯理论教学的枯燥，又可让我们亲自动手自己
2、设计制作的电子产品，激发了我们的学习兴趣;既提高了我们的电子技能，也给我们带来极大的成就感。在这次实习中设计、调试、维修过程中经常要用到各种信号源对电路进行测试，函数信号发生器就可以产生所需各种信号。让我们自己设计并制作函数信号发生器，既可以加深集成运算放大器理论知识的理解，又可以提高动手能力。更加深了我们对自己专业的了解。关键词：关键词： 仿真； 调制与解调； 集成运放； 自动切换； 焊接 中国地质大学（北京）2013 年本科实习报告2ABSTRACTThrough the practice we consolidate the textbook knowledge and cultivat
3、ing studies the theory the team cooperation spirit, personal work independently, analysis and problem solving ability. The internship myself, then the first personal welding, the book knowledge into actual operation. Through the integrated amplifier made square wave, triangle wave, sine wave, sawtoo
4、th wave, the ladder wave, high and lo w frequency signal between the modulation and demodulation, and by time, points to realize their bandwidth automatically switch. Therefore it can be know triangle wave after low pass filtering can get sine wave, sawtooth wave after single limit comparator can ge
5、t on the ladder wave, the frequency of the signal through modulation envelope can get. Key words: Emulate; Modulation and demodulation; Op-amp integrated; Automatic switchover; Soldering中国地质大学（北京）2013 年本科实习报告3目目 录录1 1 实习任务及要求实习任务及要求.4.41.1 实习任务.4 1.2 技术指标.4 1.3 工作流程.4 1.4 设计提示.42 2 设计的基本过程与方案设计的基本过程
6、与方案.6.62.1 方波-三角波产生电路.62,2 正弦波产生电路.82.3 锯齿波产生电路.102.4 阶梯波产生电路.122.5 调幅电路.14 2.6 准时序产生 2s，3s 的波形自动循环控制电路. .203 3 实习日志实习日志.23.234 4 实习体会与建议实习体会与建议.24.245 5 参考文献参考文献.25.25中国地质大学（北京）2013 年本科实习报告41 实习任务及要求.1 实习任务：完成组合函数信号发生器的硬件制作。其中组合波形包括：正弦波、锯齿 波、方波、阶梯波、调幅波。并对上述的的四种波形进行巡回切换输出；对调 幅波进行变频输出，分别在示波器上进行观测。1.2
7、 技术指标：基本部分 1、正弦波、锯齿波、方波、阶梯波的频率均为 1000 Hz，频率稳定度为 100ppm。 2、输出信号的峰峰值为 2V，幅度失稳度、波形失真度均小于 1%。 3、在一个周期内，阶梯波的阶梯不小于 3 个。 4、每种波形的巡回切换时间间隔为 2 S。 5、调幅波的包络线频率为 200 Hz，载波频率为 10000 Hz。发挥部分 对调幅包络线进行变频循环输出，频点为 200Hz，400Hz、600Hz，循环时 间间隔为 3S。1.3 工作流程1）调研、查找并收集资料； 2）画出原理框图； 3）单元电路设计与计算； 5）列元器件明细表； 6）电路焊接与调试； 7）撰写设计报告
8、。1.4 设计提示电路主要由五个模块组成，包括 DC-DC 电路、信号产生电路、基准时序产 生电路、波形自动循环控制电路、调幅电路。其原理框图如图 1。 各模块功能如下： 1）DC-DC 电路。实验室所能提供的供电电压为12V，而数字电路工作电 压为5V。因而，可用 7805 和 7905 实现5V 的工作电压。若需使用8V，可 用 7808 和 7908 实现。 2）信号产生电路。主要分为：方波-三角波产生电路，低通滤波电路，锯 齿波产生电路。可以由积分器和比较器同时产生三角波和方波，其中比较器起 电子开关的作用，将恒定的正负极性的电位交替地反馈至积分器而得到三角波。 三角波经低通后可产生正
9、弦波。锯齿波通过比较运算后可得到阶梯波。 3）调幅电路。采用 10KHz 载波信号进行 AM 调制，对调幅波的包络线进行 变频循环输出，频点为 200Hz，400Hz，600Hz。 4）基准时序产生电路。循环的时间基准由此电路实现。中国地质大学（北京）2013 年本科实习报告55）波形自动循环控制电路。要求方波、正弦波、锯齿波、阶梯波等均能够 自动循环输出，且每种波形显示时间为 2S；调幅波能够自动变幅循环输出，各 调幅波显示时间为 3S。图 1 组合函数信号发生器及波形巡回切换电路原理框图中国地质大学（北京）2013 年本科实习报告62 设计的基本过程与方案2.1 方波-三角波产生电路2.1
10、.1 实验原理如将滞回比较器和积分器首尾相接形成反馈的闭环系统，则比较器输出方 波经积分器积分后可得到三角波，三角波又经触发器自动翻转形成方波，这样 即构成了方波-三角波发生器。图中运用了 TL074 组成的运放积分电路。 方波-三角波产生电路可由积分器和比较器同时产生三角波和方波。2.1.2 实验数据及计算电路震荡频率：f= 18312 )(4CRRRR 方波幅值：Uom=Uz2.1.3 实验原理图图 2-1 方波-三角波发生电路中国地质大学（北京）2013 年本科实习报告7其中，R9 控制方波的幅度，R8 控制方波三角波的频率，R11 控制三角波的幅度， 实际可调。2.1.4 方波三角波的
11、电路仿真图 2-2 仿真得到的方波-三角波发生图2.1.5 故障问题及解决办法 波形严重失真； 幅度峰值大于 2V 且振荡频率大于 1KHz。 解决办法：稳压二极管忘记接地达不到稳压目的，接地后解决。更换 电阻阻值，用滑动变阻器替换固定电阻调整阻值。在输出端接上滑动变阻器控 制幅度。 中国地质大学（北京）2013 年本科实习报告82.2 正弦波产生电路2.2.1 实验原理将发生的三角波经过一个一阶低通滤波电路，如图 2-3 所示，则三角波经 低通滤波后可产生正弦波。图中运用了 TL074 及电容和电阻共同构成了低通滤 波器。2.2.2 实验数据及计算通带放大倍数 Aup=1+57RR特征频率
12、fo=RC21当 f=fo 时，Au=故通带截止频率 fp=fo。2upA2.2.3 实验原理图图 2-3 方波-三角波-正弦波发生电路其中，R10 控制正弦波的幅度，实际可调。中国地质大学（北京）2013 年本科实习报告92.2.4 方波-三角波-正弦波及正弦波单独的电路仿真图 2-4 仿真得到的方波-三角波-正弦波发生图图 2-5 仿真得到的正弦波发生图中国地质大学（北京）2013 年本科实习报告102.2.5 故障问题及解决办法 不出现波形； 幅度峰值大于 2V 且振荡频率大于 1KHz。 解决办法：低通滤波电路接错了输入口，从 R1 后方接出了，更改后正常。 更换电阻阻值，用滑动变阻器
13、替换固定电阻调整阻值。在输出端接上滑动变 阻器控制幅度。 2.3 锯齿波产生电路2.3.1 实验原理锯齿波产生电路可在方波发生器和积分器之间加上两个二极管以及滑动变 阻器来实现，滑动变阻器可用来调节占空比。 积分电路正向积分的时间常数远大于反向积分的时间常数，或者反向积分 的时间常数远大于正向积分的时间常数，那么输出电压上升和下降的斜率相差 很多，就可以获得锯齿波。利用二极管的单向导电性使积分电路两个方向的积 分通路不同，就可以得到锯齿波发生电路。2.3.2 实验数据及计算根据三角波发生电路振荡周期的计算方法，可得出上升时间和下降时间， 分别为T1=t1-t0 2 12 1956CRRRR T2=t2-t1 2 1
