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1、 编号： 2012028 本科生毕业论文（设计）题 目： 集成函数发生器的设计 学 号： 姓 名： 系 别： 专 业： 班 级： 指导教师： 教师职称： 完成时间： II目 录内容摘要IAbstractII1 绪 论11.1 课题设计的目的11.2 课题设计的意义11.3 课题的研究方向12. 信号产生方案的选择12.1信号产生部分的多种实现方案简介12.1.1 数字实现方案12.1.2 模数结合的实现方案22.1.3 模拟电路的实现方案22.2 方案的确立22.3 需要注意的问题23.各部分电路的设计23.1 功能要求23.2 模拟电路实现信号产生的方式23.2.1 方案一23.2.2 方案
2、二33.3产生方波三角波正弦波的电路工作原理43.3.1 方波发生电路的工作原理43.3.2方波-三角波转换电路的工作原理53.3.3三角波-正弦波转换电路的工作原理73.4电路元器件的参数选择103.4.1.方波部分103.4.2方波-三角波部分103.4.3.三角波-正弦波部分103.5 总电路图104. 电路波形仿真114.1 EWB软件简介114.2波形仿真分析114.2.1 方波-三角波电路仿真114.2.2 三角波-正弦波电路仿真124.2.3 占空比可调的函数信号发生器电路仿真135. 产生波形的其他几种形式135.1 选择其他电路仿真波形的原因135.2 方波发生电路135.3
3、 RC桥式（文氏）正弦波振荡器电路165.4 用8051单片机实现波形发生器的仿真195.4.1 MultiMCU单片机仿真平台介绍195.4.2 用单片机实现波形仿真196. 毕业设计总结216.1 设计的归纳与总结216.2 毕业设计取得的结果216.3 本次设计存在的问题226.4 心得与体会22致 谢23参考文献24附 录：25内容摘要函数发生器作为一种常用信号源，是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。它可以产生多种波形信号，如正弦波、三角波、方波等，因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。使用的器件可以是分立器件（如全部采用晶体管的低频信号函数发生器S101），也可以采用集成
4、电路（如单片函数发生器模块8038）。本次设计采用先通过迟滞比较器和积分运算电路产生方波-三角波的输出；再通过差分放大器将三角波变换成正弦波的电路设计方法。利用差分放大器将三角波近似逼近为正弦波，这种转换方法比较简单，而且频带很快。通过改进电路，使之成为占空比可调的函数信号发生器。占空比可调之后，三角波就可以变为锯齿波。方波-三角波幅度和频率都可以通过改变电位器实现波形的微调。最后通过EWB系列中的multisim软件的调试，基本达到了要求。通过软件的仿真，能够进一步的发现电路的问题，这样可以更容易的改进电路，使电路的功能更加完善。关键词：迟滞比较器；积分运算电路；差分放大器；Abstract
5、Function generator as a common source, is one of the most widely used within the field of modern test of General Instrument. It can produce a variety of waveform signals such as sine wave, triangle wave, square wave, which is widely used for communications, radar, navigation, aerospace and other fie
6、lds. Use of the device can be discrete devices (such as all transistor low-frequency signal function generator S101,), can also be used integrated circuit (such as monolithic function generator module 8038).The design uses the first through hysteresis comparators and the integral operation circuit g
7、enerates a square wave - triangle wave output; by the differential amplifier, the triangular wave is transformed into a sine wave circuit design method. Differential amplifier triangular wave approximating a sine wave, this conversion method is relatively simple, but the band soon. By improving the
8、circuit, as a function of the variable duty cycle signal generator. Adjustable duty cycle after triangular wave into a sawtooth wave. Square wave - the triangular wave amplitude and frequency by changing the potentiometer fine-tuning of the waveform.Finally,the EWB Series multisim software debugging
9、, basically reached the requirements. Software simulation can be further found that the problem of the circuit, so you can more easily improve the circuit, make the circuit more perfect.Key words: Hysteresis comparator; integral operation circuit; differential amplifier;II集成函数发生器的设计学生姓名：李杨 指导老师：杜丽霞1
10、 绪 论1.1 课题设计的目的随着计算机技术的发展，通过软件对电路进行仿真，帮助学生学习和设计电路，已取得很好的效果。在学习和设计过程中加入仿真，更好地理解和预测电路的行为，优化电路的结构和参数，对假设的情形方便地进行实验，对难以测量的电路属性进行深入地探索和研究，从而大大缩短了电子技术课程的学习时间，也减少了设计错误。但是，在学习和设计过程中加入仿真，并不能完全代替实际电路实验的测量结果。实际中还必须用真实的电子元器件搭建硬件电路，通过仪器观察、测量、记录数据，才能确认实际的电路参数能否满足预期的要求。工程上必须通过实际电路测量结果与计算机仿真结果的比较，找出实际电路与理论电路存在差别的原因
11、，才能避免理论设计转化为实际产品后出现的问题，节约设计时间，降低设计风险。然而，采集真实电路的电参数是一个非常繁琐的过程。为了让学生快速地建立一个从设计仿真到工程应用的完整认识过程，减少在电参数测试与采集等繁琐过程上的时间投入，十分希望能有一个仿真电路与实际电路衔接平台，用于将实际电路的测试结果与仿真电路的结果进行比较，最终实现电路的设计。显然，这样的平台无论对电子技术的理论学习还是动手能力培养都具有十分重要的意义。1.2 课题设计的意义通过本次的毕业设计，我对于电子技术的理论学习更加深入，在仿真软件multisim上不停调试，最终完成本次毕业设计。我在multisim的使用上比以前更加的熟练
12、，对一些基本的操作更加了解。选择制作函数发生器，就是想把EWB系列软件再次使用一下，这样可以熟练更多的软件。1.3 课题的研究方向 通过本次课题设计，能够产生波形（方波、三角波、正弦波），尽可能对其的幅度和频率进行调节，并且还能运用其他电路的方式产生波形。2. 信号产生方案的选择2.1信号产生部分的多种实现方案简介2.1.1 数字实现方案数字电路的实现方案，一般可事先在存储器里存储好函数信号波形，再用D/A转换器进行逐点恢复。这种方案的波形精度主要取决于函数信号波形的存储点数、D/A转换器的转换速度、以及整个电路的时序处理等。其信号频率的高低，是通过改变D/A转换器输入数字量的速率来实现的。这
13、种方案在信号频率较低时，具有较好的波形质量。随着信号频率的提高，需要提高数字量输入的速率，或减少波形点数。波形点数的减少，将直接影响函数信号波形的质量，而数字量输入速率的提高也是有限的。因此，该方案比较适合低频信号，而较难产生高频信号（如1MHz）。2.1.2 模数结合的实现方案一般是用模拟电路产生函数信号波形，而用数字方式改变信号的频率和幅度。如采用D/A转换器与压控电路改变信号的频率，用数控放大器或数控衰减器改变信号的幅度等，是一种常见的电路方式。 2.1.3 模拟电路的实现方案模拟电路的实现方案，是指全部采用模拟电路的方式，以实现信号产生电路的所有功能。可以首先产生正弦波，然后通过整形电
14、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。因为模拟电路可以很好的结合已学的知识与实践，且输出波形幅度及频率均可通过改变元件参数进行调整，方便且成本较低。2.2 方案的确立综上所述，模拟电路的实现方案比较简单，并且可以在multisim软件上仿真、调试，所以本次设计主要使用模拟电路的实现方案。2.3 需要注意的问题在此次设计中，应该注意通过改变元器件的参数，怎么调节幅度及其频率；另外还要注意可不可以让占空比也可以调节，这样三角波就会变成锯齿波。3.各部分电路的设计3.1 功能要求（1） 使用运算放大器设计并制作一个函数信号发生器。（2） 函数信号发生器包括方波、三角波、正弦波产生电路，且频率和幅度可调。（3） 信号频率：1 Hz1 kHz。（4
