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1、电子工程设计报告 目 录 设计规定1前言方波、三角波、正弦波发生器方案2.1原理框图3.各构成部分的工作原理.方波发生电路的工作原理.2 方波-三角波转换电路的工作原理43.3三角波-正弦波转换电路的工作原理54方波锯齿波转换电路的工作原理35总电路图方波三角波正弦波函数信号发生器摘 要波形函数信号发生器广泛地应用于各场合。函数信号发生器应用范畴:通信、广播、电视系统中,都需要射频（高频)发射,这里的射频波就是载波。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其她非电测量领域，而我设计的正是多种波形发生器。设计了多种波形发生器，该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端
2、,即可构成矩形波信号发生器。然后通过积分电路产生三角波，三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。其长处是制作成本低，电路简朴，使用以便,频率和幅值可调，具有实际的应用价值。函数（波形)信号发生器。能产生某些特定的周期性时间函数波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号,频率范畴可从几种微赫到几十兆赫函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途而因此电子专业的学生，对函数信号发生器的设计，仿真,制作已成为最基本的一种技能，也是一种较好的锻炼机会，是一种综合能力的锻炼,它波及基本的电路原理知识,仿真软件的使用，以及电路的搭建,既考验基本知识的掌握，又锻练动手能力。核心词:振荡电
3、路；电压比较器；积分电路;低通滤波电路设计规定.设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器。2.输出波形:方波、三角波、正弦波;锯齿波.频率范畴 :在02-20KHz范畴内且持续可调；1.前言在人们结识自然、改造自然的过程中,常常需要对多种各样的电子信号进行测量,因而如何根据被测量电子信号的不同特性和测量规定,灵活、迅速的选用不同特性的信号源成了现代测量技术值得进一步研究的课题。信号源重要给被测电路提供所需要的已知信号(多种波形)，然后用其他仪表测量感爱好的参数。可见信号源在多种实验应用和实验测试解决中,它不是测量仪器,而是根据使用者的规定,作为鼓励源，仿真多种测试信号，提供应被测电路,以满足
4、测量或多种实际需要。波形发生器就是信号源的一种,可以给被测电路提供所需要的波形。老式的波形发生器多采用模拟电子技术,由分立元件或模拟集成电路构成,其电路构造复杂,不能根据实际需要灵活扩展。随着微电子技术的发展，运用单片机技术,通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路,产生数字式的正弦波、方波、三角波、锯齿等幅值可调的信号。与既有各类型波形发生器比较而言,产生的数字信号干扰小，输出稳定，可靠性高,特别是操作简朴以便。2方波、三角波、正弦波发生器方案2.1原理框图电压比较器RC充放电反馈回路方波占空比可调积分电路锯齿波积分电路三角波低频滤波正弦波比例放大电路，得到需要幅值；峰峰值的信号波矩形波 图1 方
5、波、三角波、正弦波、锯齿波信号发生器的原理框图该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过R电路反馈到输入端，即可构成矩形波信号发生器。然后通过积分电路产生三角波,通过变化方波的占空比不仅可以得到锯齿波，还可得到额外的矩形波。三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。然后将多种信号通过比例放大电路得到需要幅值;峰峰值的信号波该电路具有构造、思路简朴,运营时性能稳定且能较好的符合设计规定,对原器件规定不高,且成本低廉、调节以便,3各构成部分的工作原理3 方波发生电路的工作原理图 方波信号发生原理充放电波形此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路构成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过充、放
6、电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压Uz,此时滞回电压比较器的门限电压为U2。输出信号通过对电容C1正向充电,充电波形如图箭头所示。当该电压上升到 UTH2时,电路的输出电压变为，门限电压也随之变为UTH1,电容C1经电阻放电。当该电压下降到UTH1时输出电压又回到+Uz，电容又开始正相充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。 OUTH1UTH2 图3方波信号发生波形. 方波-三角波转换电路的工作原理1.电路的构成 图 积分电路产生三角波 根据积分电路输入和输出信号波形的关系可知,当积分电路的输入信号为方波时,输出信号就是三角波，由此可得，运用方波信号发生器和R积分电路就可以构成三
7、角波信号发生器。如图4该电路的工作原理是:方波信号发生器输出的方波输入积分电路,在积分电路的输出端得到三角波信号。积分电路的输出端除了输出三角波信号外,还通过电阻R1.Rp1将三角波信号反馈到滞回电压比较器的输入端,将三角波信号整形变成方波信号输出。该电路工作波形图如图5 图5 三角波振荡频率由于,该电路振荡信号的频率与三角波输出信号的幅度有关，因此要拟定该电路的振荡频率,必须先拟定三角波信号的输出幅度。三角波输出信号的幅度等于滞回电压比较器的阈值电压，根据叠加定理可求出滞回电压比较器的阈值电压为 u+UOR1(R1+R)-UOR2(R1+R)=u-=由此可得输出信号的幅度为：o=Uz设积分电
8、路的输出电压从Uom到-Uom所需要的时间为t,根据积分电路输出电压和输入电压的关系式可得2Uomo1*/(*R)即t2R*C1Uom/Uz=R1R*12因三角波信号的周期为2t,因此三角波输出信号的频率为 =R/(R*R4*C1)33三角波-正弦波转换电路的工作原理图6 三角波产生正弦波原理图原理:采用低通滤波的措施将三角波变换为正弦波。 图7 正弦波.4 方波锯齿波转换电路的工作原理 图8 锯齿波产生原理图三角波信号的特性是波形上升和下降的斜率相似，当波形上升和下降的斜率不同步,三角波就转化成锯齿波。根据这个特性，只要将图4的电路中的积分电路改成时间常数随方波输出极性而变化的电路，即可构成
9、锯齿波信号发生器。图7中的二极管和D4的作用是变化积分电路的时间常数，当输入为+Uz时，3导通,D4断开，积分电路的时间常数为R（8到12)C;当输入为-U时，D3断，D4通，积分电路的时间常数为R(6到2）C.可得T=t1+2=（R+R)R1C/R2波形图如图9 图9锯齿波3.5总电路图 图总电路图 图中1开关可实现多种波形切换，滑动变阻器p2可实现不同频率调节,调节Rp1可实现方波占空比的调节，最重要的是可将三角波转换为锯齿波，调节p3可调节输出波形不同的幅值。5实验总结为期几天的课程设计已经结束，在这几天的学习、设计、及电路搭建过程中我感触颇深。使我对抽象的理论有了具体的结识。通过对函数
10、信号发生器的设计,我掌握了常用元件的辨认和测试;熟悉了常用的仪器仪表；理解了电路的连接、搭建措施;以及如何提高电路的性能等等。通过对函数信号发生器的设计,我还深刻结识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。并且通过对此课程的设计,我不仅懂得了此前不懂得的理论知识,并且也巩固了此前懂得的知识。最重要的是在实践中理解了课本上的知识，明白了学以致用的真谛。也明白教师为什么规定我们做好这个课程设计的因素。她是为了教会我们如何运用所学的知识去解决实际的问题，提高我们的动手能力。在整个设计到电路的焊接以及调试过程中，我个人感觉调试部分是最难的，由于你理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数,我们必须
11、通过观测效果来变化参数的数值以期达到最佳。而参数的调试是一种经验的积累过程，没有经验是不也许在短时间内将其完毕的,而这个也许也是教师规定我们加以提高的一种重要方面吧!另一方面,这次课程设计提高了我的团队合伙水平,使我们配合更加默契,体会了在接好电路后测试出波形的那种喜悦,体会到成功来自于汗水,体会到成果的来之不易。在实验过程中，我们遇到了不少的问题。例如：波形失真，甚至不出波形这样的问题。在教师和同窗的协助下，把问题一一解决,那种心情别提有多快乐啦。实验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题,有些理论知识还处在懵懂状态,教师们不厌其烦地为我们调节波形,解说知识点，实在令我感动。尚有值得我们自豪的就是我们的线路连得横竖分明,简直就是艺术，固然，我们也有诸多局限性的地方，最后用一句话来结束吧:“实践是检查真理的唯一原则”。
