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1、模拟电子技术基础课程设计报告题目低频信号发生器班级 XX XXXX姓名 XXXX学号 20121192XXXX成绩日期 16低频信号发生器一、课题名称与技术要求1 设计能产生正弦波，矩形波（占空比可调）和锯齿波等多种信号的函数 信号发生器。2 主要技术指标和要求a输出信号的工作频率范围10HzlOKHz，连续可调b输出各种信号波形幅值010V,连续可调二、内容摘要信号产生电路有正弦波和非正弦波振荡电路两种形式。正弦波振荡电路是由正反馈网络和放大电路组成。常见的有RC正弦波振荡 电路和LC正弦波振荡电路。非正弦信号产生电路主要有方波、矩形波、三角波 和锯齿波等信号发生电路。矩形波发生电路由一个可
2、调占空比的迟滞电压比较器 组成。方波是占空比为50%的矩形波的一种特殊形式。锯齿波发生电路由一个同 相输入迟滞比较器和一个可调占空比的积分电路组成。三角波又是占空比为50% 的锯齿波的特殊形式。对于正弦波产生电路，关键就是熟悉选频网络的选频特性。对于非正弦产生 电路，关键是要明确放大电路引入的是正反馈，因为只有正反馈才能使电路产生 振荡。本方案采用RC正弦波振荡电路，迟滞电压比较器和RC积分电路。将这 三个电路连接在一起，会依次产生正弦波、方波和三角波。由于矩形波积分后不 能产生锯齿波，上述方案不能实现，所以单独设计一个矩形波产生电路。由于矩 形波与方波的不同之处在于矩形波的高电平持续时间与低
3、电平持续时间不相等， 可以在方波产生电路中设法使电容的充放电时间不相等来实现，即利用二极管的 单向导电性实现，这就是一个可调占空比的矩形波发生电路。三、总体设计方案论证及选择（1） RC 正弦波振荡电路产生正弦波，作为输入信号，通过迟滞电压比较器产 生方波，再作为输入信号，通过积分电路产生三角波。原理图如下：正弦波 方波 三角波1. 正弦波产生电路 a 电路图如下：RC串并联网络组成，同时加入了一个C007芯片作为放大电路。由RC串并联网络的选频特性知，在w=w。=1/RC时，选频网络的相位差为0，同相比例运放电路的相位差也为0，因此满足申f+申a=2nn相位平衡条件。 且当w=w。时，Fu=
4、l/3, Au=l+Rf/Rl3,满足起振条件，输出就会产生接近正 弦的波形。振荡电路起振后，如果一直维持Au3，则因振幅的增长，使放大器 工作到非线性区域，波形将会严重失真。因此可以采用二极管的稳幅特性维持输 出电压恒定。如图，在R5两端并联两个二极管Dl、D2，自动调节Au，实现稳 幅的目的。c. 输出波形1. Ul： C007 运算放大器2. Dl、 D2：IN4448 二极管3. R1： 10 KQ R3： 2.5 KQR4： 10 KQ4. Cl、C2： O.luF 的电容器5. V1、 V2：15V 的直流电压源6. R2： l0 KQ的可变电阻器 R5： 20 KQ的可变电阻器2
5、. 方波发生电路a 电路图如下：R7Wvb.EK-AVv1 Gkah-m分析R3-I72*1 kehmOPAMP 3T VIRTUALR9725.1 kDhmQSAZ2.2士 D4T Q2BZ2.2中，迟滞上图由一个迟滞电压比较器和RC积分延时电路组成，在电路路简单,的场合。压比较器起开关作用,RC电路起反馈和延时作用。它的特点是线三角波的线性度较差。主要用于产生方波，或对三角波要求不高设运放输出端的正负饱和电压分别为+和-，则迟滞比较器的上、下限阈指电压分别为=,=-。设方波发生器的输出端的初始值为+，电容端电压的初始值为0。刚开始，运放的输出端通过电阻R给C充电，电容C的端电压开始按指数规
6、律逐渐上升。当时， ，输出保持+不变；当电容电压上升到，立即由+跳到-。方波发生器的输出为=-，运放同相输入端的电压=。此时，电容C通过电阻R和运放的输出端放电，电容C的端电压从开始按指数规律逐渐下降。当时， ，输出保持-不变；接着，电容电压下降到，立即由 -又跳到+。c. 输出波形d. 元器件的选择1. U2：理想运算放大器2. R6： IOkQR7： 20kQ R8： IkQ R9： 5.1kQ3. D3： 05AZ2.2 型稳压管 D4： 02BZ2.2 型稳压管3. 三角波发生电路a 电路图如下：b. 分析如上图所示，它是一个积分电路。对方波信号进行积分，就可以得到线性度 高的三角波信
7、号。当电路开始振荡的时候，电容就会进行充放电。由于它充电回 路与放电回路相同，积分电路输出电压上升与下降的时间相等，上升与下降的斜 率的绝对值也相等，因此输出是三角波。c. 输出波形d. 元器件的选择1.U3：理想运算放大器2.C3：22nF3.R10：10 KQ2）占空比可调的矩形波发生电路a 电路图如下：40 k Ohmhm/50%Wvb. 分析由图中得出=,=To又 所以由于方波发生器输出波形的占空比不能改变，其值为 50 。则该电路通过二 极管和调整电容 C 的充放电时间常数，来改变占空比和频率，同时调节的比 值来改变占空比引起的频率的改变，从而实现调节占空比后，调节电阻来接 续调节为原有频率。c. 输出波形d. 元器件的选择1. U：741 运算放大器2. D1、D2：05AZ2.2 型稳压管3. D3、D4：IN4448 二极管4. .Rl: 18kQ R2: 40KQ R3:100kQ R4： 2kQ5. R5： 1 KQ的可变电阻6. C：0.01UF7. V1、V2： 12V 的直流电源3）总电路图及输出波形D1C20.1 uF1M4R43MkohmLIC1 Jinrrnt-27G-4IdkDhm1 kohm5.1 kohm
