模电课程设计(压控函数发生器)

目录1.函数发生器的几种设计方法....................................................................................................2.1基于555的函数发生器设计.....................................................................................................2.2基于ICL8038函数发生器设计.................................................................................................2.3基于单片机的函数发生器设计.................................................................................................2. 函数发生器的设计框图 .........................................................................................................3. 函数发生器工作原理 .............................................................................................................4.1函数发生器原理图 .....................................................................................................................4.2方波—三角波产生电路.............................................................................................................4.3三角波—正弦波转换电路的工作原理.....................................................................................4.电路的参数选择及计算 ...........................................................................................................5.1方波-三角波中电容C1变化 .....................................................................................................5.2三角波—正弦波部分 .................................................................................................................5.3函数发生器的电路图 .................................................................................................................5.电路仿真 .................................................................................................................................6.1方波--三角波发生电路的仿真及实物波形.............................................................................6. 电路的安装与调试.................................................................................................................7.1方波—三角波发生器的装调 .....................................................................................................7.2三角波—正弦波变换电路的装调 .............................................................................................7.实验心得1 函数发生器的几种设计方法1.1 基于555的函数发生器设计通过555定时器进行函数发生器的设计，电路简单，成本低廉。

模拟电路课程设计——函数信号发生器一、设计任务和要求1 在给定的±12V直流电源电压条件下，使用运算放大器设计并制作一个函数信号发生器。

2 信号频率：1kHz～10kHz3 输出电压：方波：Vp-p≤24V三角波：Vp-p≤6V正弦波： Vp-p>1V4 方波：上升和下降时间：≤10ms5 三角波失真度：≤2%6 正弦波失真度：≤5%二、设计方案论证1．信号产生电路〖方案一〗由文氏电桥产生正弦振荡，然后通过比较器得到方波，方波积分可得三角波。

三角波这一方案为一开环电路，结构简单，产生的正弦波和方波的波形失真较小。

但是对于三角波的产生则有一定的麻烦，因为题目要求有10倍的频率覆盖系数，然而对于积分器的输入输出关系为：显然对于10倍的频率变化会有积分时间dt的10倍变化从而导致输出电压振幅的10倍变化。

而这是电路所不希望的。

幅度稳定性难以达到要求。

而且通过仿真实验会发现积分器极易产生失调。

〖方案二〗由积分器和比较器同时产生三角波和方波。

其中比较器起电子开关的作用，将恒定的正、负极性的方波三角波电位交替地反馈积分器去积分而得到三角波。

该电路的优点是十分明显的：1 线性良好、稳定性好；2 频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便地连续地改变频率，而且频率改变时，幅度恒定不变；3 不存在如文氏电桥那样的过渡过程，接通电源后会立即产生稳定的波形；4 三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其他波形。

综合上述分析，我们采用了第二种方案来产生信号。

下面将分析讨论对生成的三角波和方波变换为正弦波的方法。

2．信号变换电路三角波变为正弦波的方法有多种，但总的看来可以分为两类：一种是通过滤波器进行“频域”处理，另一种则是通过非线性元件或电路作折线近似变换“时域”处理。

具体有以下几种方案：〖方案一〗采用米勒积分法。

设三角波的峰值为，三角波的傅立叶级数展开：通过线性积分后：显见滤波式的优点是不太受输入三角波电平变动的影响，其缺点是输出正弦波幅度会随频率一起变化（随频率的升高而衰减），这对于我们要求的10倍的频率覆盖系数是不合适的。

压控函数发生器课程设计实验报告1、课程设计的内容及要求1.1、设计内容压控函数发生器1.2、课程设计的要求及技术指标1. 输出波形：三角波、方波、正弦波2. 频率范围：0~10KHz范围内可调，对应控制电压为0~2V3. 输出电压：三角波U p-p =8V，方波0-10V ，正弦波U p-p =4V2、压控函数发生器设计总方案及方框图2.1、原理方框图图2-1 原理方框图2.2、压控函数发生器设计总方案的选择针对函数发生器的基本原理，本设计采用由集成运算放大器与晶体管差分放大电路共同组成方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方案。

据2.1所示方框图分析，首先，V ix 通过滑动变阻器与定值电阻的分压方式得到0~2V的连续变化控制电压。

然后由比较反馈电路和积分器组成方波、三角波产生电路；积分器得到的三角波，经由比较反馈电路产生方波；三角波到正弦波的变换则主要由差分放大器组成的非线性转换电路完成，其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性。

函数发生器的设计，有分立元件的设计方案（如全晶体管信号发生器），也可采用集成电路（如单片函数发生器模块8038）的设计。

分立元件方案，有利于实验者进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，且价格低廉，但实际操作中调试过程过于复杂性，且其性能难以保证；采用集成电路的设计方案，在性能上虽得到保证，但却失去了实验者在实验调试技术上的锻炼，且器件价格也较高；因而本课程设计结合二者的优点，采用集成运算放大器与晶体管放大电路的设计方案，具有较高的性价比的同时，既有益于实验者对基本理论的进一步掌握，也使实验者在实验调试技术上也得到良好的锻炼。

而课程设计中，选择晶体管差分放大电路来完成三角波到正弦波的转换，则是源于差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰力强的优点，同时作为直流放大器，可以有效抑制零点漂移。

3、框内电路设计的工作原理及数据计算3.1、0~2V直流信号的产生电路图3-1 直流分压采用电阻分压的方式，运用滑动变阻器获得0~2V连续变化的直流信号。

函数发生器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解函数发生器的定义、功能及基本原理；2. 学生能够掌握函数发生器的基本操作，包括波形选择、频率调整、幅度控制等；3. 学生能够运用函数发生器产生常见波形（如正弦波、方波、三角波等），并了解其数学表达式。

技能目标：1. 学生能够独立操作函数发生器，完成波形的设置和调整；2. 学生能够通过观察波形，分析其特点，并利用函数发生器进行简单的信号处理；3. 学生能够结合所学知识，运用函数发生器解决实际问题。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子仪器的兴趣，增强对物理实验的探究欲望；2. 学生通过动手实践，培养团队协作和问题解决能力；3. 学生在实验过程中，养成严谨的科学态度和良好的实验习惯。

课程性质：本课程为物理实验课，旨在帮助学生掌握函数发生器的使用，提高实验操作能力。

学生特点：学生处于高中阶段，具备一定的物理知识和实验技能，对新鲜事物充满好奇心。

教学要求：教师应结合学生特点和课程内容，采用启发式教学，引导学生主动参与实验，提高学生的实践能力。

在教学过程中，注重培养学生的科学素养和团队协作精神。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际操作中，达到学以致用的目的。

二、教学内容1. 函数发生器的基本原理与结构：介绍函数发生器的定义、工作原理、主要组成部分，以及其在物理实验中的应用。

相关教材章节：第五章第二节《信号发生器的基本原理》2. 函数发生器的操作与使用：详细讲解函数发生器的操作面板、功能键、旋钮等，教授如何进行波形选择、频率调整、幅度控制等基本操作。

相关教材章节：第五章第三节《信号发生器的使用方法》3. 常见波形产生与分析：指导学生利用函数发生器产生正弦波、方波、三角波等常见波形，并通过示波器观察波形特点，分析其数学表达式。

相关教材章节：第五章第四节《常见波形的产生与分析》4. 实验操作与练习：安排学生进行实际操作，完成以下实验任务：a. 利用函数发生器产生指定频率和幅度的正弦波；b. 产生方波和三角波，观察并分析两种波形的特点；c. 探究不同波形在信号处理中的应用。

模拟电子函数发生器课程设计报告本次课程设计的主题为模拟电子函数发生器，旨在让学生深入理解电子函数发生器的原理和应用，同时通过实验操作，培养学生分析解决问题的能力和创新精神。

本文将从课程设计的目标、内容、方法、实验操作以及效果评价等方面进行阐述。

一、课程设计目标1. 理解电子函数发生器的原理和建立模型的方法；2. 掌握基本的模拟电子函数发生器电路设计方法；3. 能够完成模拟电子函数发生器的搭建和调试；4. 能够对模拟电子函数发生器进行性能测试和优化；5. 培养学生分析问题、创新思维和实验实践能力。

二、课程设计内容本次课程设计包括理论教学和实验操作，其中理论教学主要围绕模拟电子函数发生器的原理、特点、应用和建模方法展开；实验操作则包括以下几个步骤：1. 预备知识：学生要了解函数发生器的基本类型和结构，掌握函数发生器的实验操作流程，以及熟悉基本仪器的使用方法。

同时要学习课程设计所需要的电路设计方法和软件操作等相关知识。

2. 设计电路：学生在掌握预备知识后，开始进行电路的设计。

首先需要根据要设计的波形类型进行分析，然后选择相应的电路结构进行设计。

学生需要注意电路分析和计算，同时对电路中的元器件进行选择和配置，满足要求的波形输出。

3. 搭建和调试电路：学生需要在电路板上完成电路的搭建，并配合示波器、函数发生器、万用表等测试仪器进行调试和优化。

在调试的过程中，学生需要对电路的稳定性、波形精度和频率范围等进行检测和优化，直到满足要求为止。

4. 性能测试：学生需要通过实验测试、比较和分析电路的性能。

这一步需要通过波形观察、示波器测试、频谱测试等手段进行，得出电路的性能参数，并与设计要求进行比较分析。

5. 实验报告：学生需要撰写实验报告，介绍模拟电子函数发生器的原理和设计方法，详细说明实验方案、过程和结果，对实验中的问题进行思考和分析，并提出相应的改进方案和建议。

三、课程设计方法本次课程采用“理论教学、实验操作、自主学习和讨论交流”的教学方法。

课程设计任务书学生姓名：专业班级：通信1005班指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 《函数发生器》初始条件：利用集成运算放大器和晶体管差分放大器等设计一个方波－三角波－正弦波函数发生器。

要求完成的主要任务:（1）频率可调范围：10Hz~10kHz；(2)输出电压：正弦波V PP=0~3V, 三角波V PP=0~5V, 方波V PP=0~15V；（3）输出电压幅度连续可调（4）方波上升时间小于2微秒，三角波线性失真小于1%，正弦波失真度小于3%发挥部分（1）矩形波占空比50%~95%连续可调；（2）锯齿波斜率连续可调。

时间安排：12月20日——22日：学习运算放大器和差分放大电路理论知识；12月23日——25日：画电路并在,Multisim上仿真；12月26日：买元器件并查找器件代替买不到的元件；12月27日：焊接电路并调试；12月28日：完成课程设计实验报告。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日函数发生器摘要函数发生器是一种多波形的信号源。

它可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波，甚至任意波形。

有的函数发生器还具有调制的功能，可以进行调幅、调频、调相、脉宽调制和VCO控制。

函数发生器有很宽的频率范围，使用范围很广，它是一种不可缺少的通用信号源。

可以用于生产测试、仪器维修和实验室，还广泛使用在其它科技领域，如医学、教育、化学、通讯、地球物理学、工业控制、军事和宇航等。

随着集成电路的迅速发展，用集成电路可以很方便的组成函数发生器，产生各种波形。

用集成电路设计的信号发生器与其他信号发生器相比，有波形、幅度、频率稳定等优良性能。

AbstructFunction generator is a kind of more of the waveform signal source it can produce sine wave square wave triangle wave sawtooth wave, and even some arbitrary waveform generator also has a function of the function, can be an am FMphase-modulation pulse width modulation and VCO control function generator has a wide frequency range, using range is very wide, it is a kind of indispensable general source can be used for production test instrument maintenance and laboratory, also widely used in other areas of science and technology, such as medical education chemical communication geophysics industrial control military and the space, along with the rapid development of the integrated circuit, with integrated circuit can be very convenient component function generator, produce all sorts of wave with integrated circuit design of the signal generator and other signal generator with a wave amplitude frequency stability and good performance目录1 课程设计的目的及任务 (3)1.1 课程设计的目的 (3)1.2 课程设计的任务及要求 (3)2 电路设计方案与比较 (4)2.1 电路设计的多种方案 (4)2.1.1 方案一 (4)2.1.2 方案二 (5)2.1.3 方案三 (5)2.1.4 方案四 (5)2.2 电路设计方案的比较 (5)3 函数发生器的设计方案及单元电路 (6)3.1 函数发生器的设计原理框图 (6)3.2 各组成部分电路的设计 (7)3.2.1 方波发生电路的工作原理 (7)3.2.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (9)3.2.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (11)3.3 函数发生器的总电路图 (13)4 电路的参数选择及计算 (14)4.1 芯片的确定 (14)4.2三极管的确定 (14)4.3 其他元器件型号及参数的计算 (14)5 Multisim软件电路仿真 (16)5.1 方波——三角波发生电路的仿真 (16)5.2 三角波——正弦波转换电路的仿真 (17)6 电路的安装与调试 (20)6.1 方波---三角波发生电路的安装与调试 (20)6.1.1 安装方波——三角波产生电路 (20)6.1.2 调试方波——三角波产生电路 (20)6.2 三角波——正弦波转换电路的安装与调试 (20)6.2.1 安装三角波——正弦波变换电路 (20)6.2.2 调试三角波——正弦波变换电路 (21)6.3 总电路的安装与调试 (21)6.4 调试中遇到的问题及分析与总结 (21)6.4.1方波-三角波发生器的装调 (21)6.4.2 三角波---正弦波变换电路的装调 (21)6.4.3 性能指标测量与误差分析 (22)7 仪器仪表电子元器件明细清单 (23)8 心得体会 (24)9 参考文献 (24)1 课程设计的目的及任务1.1 课程设计的目的通过对课程的设计掌握电子系统的一般设计方法，掌握模拟IC器件的应用，培养综合应用所学知识来指导实践的能力，为接下来电子信息学习培养兴趣。

课程设计任务书学生姓名：专业班级：通信指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 函数发生器设计初始条件：示波器，万用表，直流稳压源，毫伏表，NE5532要求完成的主要任务:一任务：利用集成运算放大器和晶体管差分放大器等设计一个方波－三角波－正弦波函数发生器。

二要求：设计制作一个方波－三角波－正选波发生器，频率范围10～100 Hz，100 Hz～1 KHz，1KHz～10 KHz；正弦波Upp≈3v，三角波Upp≈5v，方波Upp≈14v，幅度连续可调，线性失真小。

时间安排：十八周：查找收集相关资料十九周：初步定下实验方案，进行理论计算，用Multisim仿真二十周：购买元器件，焊电路，写报告指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (3)Abstract (4)1 函数发生器电路的设计 (5)1.1方案选择 (5)1.2器件选择 (6)1.3单元电路的设计 (7)1.3.1 方波发生电路的工作原理 (7)1.3.2方波---三角波转换电路的工作原理 (9)1.3.3三角波---正弦波转换电路的工作原理 (11)1.4电路的参数选择及计算 (13)1.5 总电路 (14)2 仿真结果及分析 (15)3电路的安装与调试 (17)3.1焊接调试中的问题 (17)3.2性能指标测量与误差分析 (17)3.3实物图 (18)4 收获与体会 (19)5元器件清单 (21)摘要函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。

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。

通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。

其电路中使用的器件可以是分立器件（如低频函数信号发生器S101全部采用晶体管），也可以是集成电路（如单片集成电路函数发生器ICL8038）。

产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变换成三角波；也可以先产生方波--三角波，再将三角波变换成正弦波。