模电课程设计-简易函数信号发生器

模拟电子技术课程设计报告

简易函数信号发生器

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指导老师： 学 号：

日期： 2010.5.17～2010.6.30

目录

课题----------------------------------------------------------1 摘要----------------------------------------------------------1 一、 设计目的-------------------------------------------------2 二、 技术指标-------------------------------------------------2 三、 元器件清单-----------------------------------------------2 四、 电路框图-------------------------------------------------3 五、 单元电路的设计-------------------------------------------4 六、 问题及解决 ----------------------------------------------4 七、 心得体会-------------------------------------------------5 八、 误差分析-------------------------------------------------6 九、 参考文献 ------------------------------------------------6

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简易信号发生器设计

摘要：

函数信号发生器是一种能能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。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。现在我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易发生器。我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。按照设计的方案选择具体的原件，焊接出具体的实物图，并在实验室对焊接好的实物图进行调试，观察效果并与课题要求的性能指标作对比。最后分析出现误差的原因以及影响因素。

关键字：

方案确定、参数计算、调试、误差分析。

一.设计目的：

设计构成正弦波、三角波、方波函数信号发生器

二.技术指标：

1、频率范围：20Hz~20KHz

2、输出电压：不小于1V有效值 3、失真度：γ<= 5%

三.元器件清单：

1、5V直流电源 2、 双踪示波器 3、 频率计 4、 直流电压表

5、晶体三极管：3DG12×1(9013) 6、电位器：100KΩ（2个）

7、电阻器：1 KΩ（2个）4.7KΩ（1个）5.1 KΩ（2个）

7.5KΩ（2个）24KΩ（2个）33KΩ（3个）560KΩ（1个）

8、电容器：47μf（1个）10μf（4个）1μf（2个）

0.1pf（2个）0.01pf（2个）0.001pf（2个）

四.电路框图：

五.单元电路的设计：

RC选频网络

对于第一频段20Hz~200Hz

1由： f

2RC选：C0.1F 有：fmin1120Hz62RC2R0.1*10

得：Rmax1180K 662fmin0.1*102200.1*10117960

2fmax0.1*10622000.1*106同样可得：Rmin六.问题及解决：

1.电路板的焊接

首先，按图焊接电路板，注意不能有断线和短接，然后，对照原理图进行元件的焊接。可根据自己的习惯并遵循合理的原则，将面板上的元器件安排好，尽量使连接线长度减少，变压器远离输出端。再通电源进行调试，调整分立元件振荡电路放大元件的工作点，使之处于放大状态，并满足振幅起振条件。仔细检查反馈条件，使之满足正反馈条件，从而满足相位起振条件。

制作完成后，应对整机进行调试。先测量电源支流电压，确保无误后，插上集成快，装好连接线。可以用示波器观察波形发出的相应变化，幅度的大小和频率可以通过示波器读出 。

2.调试与测试

实践表明，一个电子装置，即使按照设计的电路参数进行安装往往也难于达到预期效果。这是因为人们在设计时，不可能周全地考虑各种复杂的客观问题，必须通过安装后的测试和调整，来发现和纠正设计方案的不足。然后采取措施加以改进，使装置达到预定的技术指标。因此调整电子电路的技能对从事电子技术及有关领域工作的人员来说，是不应缺少的。调试的常用仪器有：万用表、示波器、信号发生器。 1、调试前的检查

在电子元器件安装完毕后，通常不宜急于通电，要形成这种习惯，先要仔细检查。其检查内容包括： *检查连线是否正确

检查的方法通常有两种方法：

（1）按照电路图检查安装的线路。这种方法的特点是根据电路图连线，按一定顺序安装好的线路，这样比较容易查出哪里有错误。

（2）按照实际线路来对照原理图电路进行查线。这是一种以元件为中心进行查线的方法。把每个元件引脚的连线一次查清，检查每个去处在电路图上是否存在，这种方法不但可以查出错线和少线，还容易查出多线。

为了防止出错，对于已查过的线通常应在电路图上做出标记，最好用指针式万用表“欧姆1”挡，或数字万用表“欧姆挡”的蜂鸣器来测量，可直接测量元、器件引脚，这样可以同时发现接触不良的地方。 *检查元器件的安装情况

检查元器件引脚之间有无短路和接触不良，尤其是电源和地脚，发光二极管“+”、“-”极不要接反。 2 、调试方法与原则

（1）通电观察

把经过准确测量的电源接入电路。观察有无异常现象，包括有无元件发热，甚至冒烟有异味电源是否有短路现象等；如有此现象，应立即断电源，待排除故障后才能通电。 （2）静态调试

交流和直流并存是电子电路工作的一个重要组成部分。一般情况下，直流为交流服务，直流是电路工作的基础。因此，电子电路的调试有静态和动态调试之分。静态调试过程：如，通过静态测试模拟电路的静态工作点，数字电路和各输入端和输出端的高低电平值及逻辑关系等，可以及时发现已损坏的元器件，判断电路工作情况，并及时调整电路参数，使电路工作状态符合设计要求。

（3）动态调试

调试的方法是在电路的输入端接入适当频率和幅值的信号，并循着信号流向来检测各有关点的波形，参数和性能指标。发现故障应采取各种方法来排除。通过调试，最后检查功能块和整机的各种指标是否满足设计要求，如必要再进一步对电路参数提出合理的修正。

3.矩形波占空间比为50%和15%的输出波形

（a）矩形波占空比为50%的输出波形 （b）矩形波占空比15%的输出波形

七. 误差分析：

a.输出电压Vp-p≤2Vcc，因为运放输出级是由NPN型或PNP型两种晶体管组成的复合互补对称电路，输出方波时，两管轮流截止与饱和导通，导通时输出电阻的影响，使方波输出幅度小于电源电压值。

b.方波的上升时间tr，主要受运放转换速率的限制。如果输出频率较高，则可接入加速电容C1（C1一般为几十皮法）。可用示波器（或脉冲示波器）测量tr c. 测得输出电流时接触点之间的微小电阻造成的误差; d. 电流表内阻串入回路造成的误差; e. 测得纹波电压时示波器造成的误差;

f. 示波器, 万用表本身的准确度而造成的系统误差;

八．实验心得：

经过这次模拟电子技术的课程设计，我遇到了很多困难，也学会了很多。第一次利用所学知识来用于实际，但也由于一些知识掌握得不顾好，这也给设计过程带来的很大的困难。

设计中，我们经历了选题、认识器件、实物焊接、调试和总结等多个环节。特别在实物焊接阶段，因为我们以前没有做过类似的实验阶段，所以做起来时又兴奋，又困难。由于采用了电路板，为了使步线美观、简洁，还真是费了我们不少精力，经过不断的修改与讨论，最终结果还比较另人满意。

所以，经过这次设计过程，让我们学会了团队合作、探索思考和独立操作等。这都锻炼了我们的实践动手能力和电子设计能力，同时也加深了我对理论知识的掌握和了解。

九.参考文献：

1.彭介华．电子技术课程设计指导．北京：高等教育出版社，2005。 2.陈大钦主编．电子技术基础实验—电子电路实验·设计·仿真．北京.高等教

育出版社，2000。

3.高吉祥主编．电子技术基础实验与课程设计．北京：电子工业出版社，2002。 4．童诗白.模拟电子技术基础.北京. 高等教育出版社,2006。

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