1、函数信号发生器设计一 实验内容1、基本要求：1）设计制作一个可输出正弦波、三角波和方波的函数信号发生器。2）输出频率能在 10HZ10KHZ 范围内连续可调，无明显失真。3）方波输出电压 Upp1V。4) 设计、组装、调试函数发生器2、 设计目标：1)掌握电子系统的一般设计方法2)掌握模拟 IC 器件的应用3)培养综合应用所学知识来指导实践的能力4)掌握常用元器件的识别和测试5)熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法3、电路仿真电路设计完成后，用仿真软件 Multisim 进行电路的仿真，记录仿真过程，分析仿真结果，对电路进行完善。电路安装、调试进行电路的焊接二 实验原理1、 原理框图由比较器和
2、积分器组成方波三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。2、各组成部分的工作原理a) 方波-三角波转换电路的工作原理方波三角波产生电路(线 6 处输出电压 UT、7 处输出电压为 Uo2)工作原理如下：若 a 点断开，运算发大器 A1 与 R1、R2 及 R3、组成电压比较器，C1 为加速电容，可加速比较器的翻转。运放的反相端接基准电压，即
3、U-=0，同相输入端接输入电压 Uia，R1 称为平衡电阻。比较器的输出 Uo1 的高电平等于正电源电压+Vcc，低电平等于负电源电压-Vee（|+Vcc|=|-Vee|）, 当比较器的 U+=U-=0 时，比较器翻转，输出 Uo1 从高电平跳到低电平-Vee,或者从低电平 Vee 跳到高电平Vcc。设 Uo1=+Vcc,则 U+=R1/(R1+R2)*(+Vcc)+R2/(R1+R2)* Uia=0moURU212T21161)(4RCT将上式整理得比较器翻转的下限门 Uia-为Uia-=-(R1/R3)*Vcc若 Uo1=-Vee,则比较器翻转的上限门 Uia+为Uia+=(R1/R2)*
4、Vcc比较器的门限宽度 Uh=2(R1/R3)*Vcca 点断开后，运放 A2 与 R6、R12、C1 及 R5 组成反相积分器，其输入信号为方波 Uo1，则积分器的输出 Uo2 为 Uo2=-1/(R6+R12)*Uo1 (dt)时，Uo2=-Vcc/(R6+R12)C1*t1OCUV时， Uo2= Vcc/(R6+R12)C1*tE可见积分器的输入为方波时，输出是一个上升速度与下降速度相等的三角波.a 点闭合，既比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，则自动产生方波-三角波。三角波的幅度为 Uo2=(R1/R2)*Vcc方波-三角波的频率 f 为F=R2/4R1(R6+R12)*C1由以上两
5、式可以得到以下结论：1. 电位器 R12 在调整方波-三角波的输出频率时，不会影响输出波形的幅度。若要求输出频率的范围较宽，可用 C1 改变频率的范围，P12 实现频率微调。2. 方波的输出幅度应等于电源电压+Vcc。三角波的输出幅度应不超过电源电压+Vcc。b) 三角波 -正弦波转换电路的工作原理（1） 图为实现三角波正弦波变换的电路。c) 电路的参数选择及计算1、方波-三角波参数Uo2=Uo1*R1/R2(1/C)Uo1/(R12+R6)(dt)根据方波 Upp20V,三角波 Upp=6V三角波的频率 F为F=R2/4R1(R6+R12)*C1可见 F 与 C 成反比 ，若要得到 10HZ
6、10KHZ,C1为 0.001 ，Uo1=Vcc,所以 R1/R2=Uo2/Vcc=3/12=1/4设 R1=5.1K,则 R2=20K,R6=1K.2、三角波正弦波参数恒电流由 R11提供，恒定电流：Io=Vee/R11、差分放大器的静态工作点可通过观测传输特性曲线，调整 RP4及电阻 R*确定。3 总电路图三、电路仿真a)方波三角波发生的仿真b)三角波正弦波转换电路的仿真四、电路的安装1 方波-三角波发生电路的安装1.按装方波三角波产生电路1. 把两块 741 集成块插入面包板，注意布局；2. 分别把各电阻放入适当位置，尤其注意电位器的接法；3. 按图接线，注意直流源的正负及接地端。2 三
7、角波-正弦波转换电路的安装1.按装三角波正弦波变换电路1. 在面包板上接入差分放大电路，注意三极管的各管脚的接线；3. 接入各电容及电位器，4. 按图接线，注意直流源的正负及接地端。五、电路实验结果频率范围 幅值Uo1Uo2Vc1 Vc2 Ve1 Ve2六、实验总结上个学期我开设了模拟电路课，这门学科属于电子电路范畴，与我们的专业也都有联系，且都是理论方面的指示。正所谓“纸上谈兵终觉浅，觉知此事要躬行。 ”学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，在这次实验之前我只停留在基础知识上，并没有实践，通过这次的课程设计，让我对折磨课有了更新的一个了解，也更加喜欢我所学的这个专业。通过差不多一个星期的时间完成了整个实验，看着自己焊接的板子，心里很开心，自己于做出一件东西出来了。在整个过程中，发现自己还是存在一些问题，不能把自己所学的东西联系起来，刚开始不知道怎样去设计这个电路，只有在网上找一些模板，才发现都是我们所学的东西，只要联系起来就行了，通过这个的实验，发现了自己的不足，在以后的学习中，要把课本上的东西与实际联系起来，那样才能真正的学到东西。在焊接的时候，有些焊点焊了又焊，一不小心还能把头发烧掉，经过一天的努力，一块板子焊好了，虽然那些焊点不怎么好看，但还是焊好了。通过这次的课程设计，看到了自己的很多不足的地方，在今后的学习中，争取改掉这些毛病。
