北京工业大学模电课设基于专用IC的函数发生器
- 格式：doc
- 大小：2.92 MB
- 文档页数：11
文档推荐
-
2013年北京工业大学考研试题 电工学页数:5
-
北京工业大学电工学答案页数:5
-
北京工业大学电工学历年初试试卷及答案13-15页数:14
-
职业生涯访谈-电气工程学页数:25
下载文档原格式
合集下载
实验十 基于运放的信号发生器设计
11
北京工业大学 电子技术课设实验报告
图 2.4.20 单电源供电电路图 3. 扩大频率范围 主要就是通过文氏桥振荡电路的串并联谐振的电容、 电阻， 实现频率的调节。 电阻为微调、电容为粗调。频率的计算公式： 择，扩大频率范围。 4．显示电路 可利用数电实验的时间积分电路和计数器电路，实现频率的显示。 ，通过对电容电阻的选
图 2.4.6 实际电路图 5
北京工业大学 电子技术课设实验报告 波形图如下：
图 2.4.7 振荡电路波形图
（二）过零比较器
利用电路的自激振荡产生正弦波后在输出端连一个比较器就可以得到方波信 号。 过零比较器的电路图如下图所示
图 2.4.8 过零比较器电路 在实用电路中为了满足负载的需要，常在集成运放的输出端加稳压管限幅电路， 从而获得合适的 UOL 和 UOH，电路图如下：
图 2.4.1 文氏桥振荡电路 2
北京工业大学 电子技术课设实验报告 1．工作原理 （1）放大电路 正弦波发生条件： 起振条件： | AF | 1 幅值平衡条件： A F 2n （2）选频网络及正反馈网络：两组 R、C 为串、并联选频网络，接于运算放大器 的输出与同相输入端之间，构成正反馈，以产生正弦自激振荡。R3、RW 及 R4 组 成负反馈网络，调节 RW 可改变负反馈的反馈系数，从而调节放大电路的电压增 益，使电压增益满足振荡的幅度条件。 （3）稳幅环节：由于 U0 和 Uf 具有良好的线性关系，所以为了稳定输出电压的 幅度，一般在电路中加入非线性环节。当输出电压的幅度较小时，电阻 R4 两端 的电压低，二极管 D1、D2 截止；当输出电压的幅度增加到一定程度时，二极管 D1、D2 在正负半周轮流工作，其动态电阻与 R4 并联，使负反馈系数加大，电压 增益下降。输出电压的幅度越大，二极管的动态电阻越小，电压增益也越小，输 出电压的幅度保持基本稳定。如下图：
模拟电子技术课程设计题目
模拟电子技术课程设计题目题目一： 函数发生器设计任务和要求：1．能输出频率f ＝100 Hz ～1kHz 、1kHz ～10 kHz 两档，并连续可调的正弦波、三角波和方波：正弦波：峰一峰值V P-P ≈2V ；三角波：V P-P ≈6V ；方波：V P-P ≈12V 。
2． 能输出频率f ＝50Hz ～4kHz 并连续可调的锯齿波和矩形波：锯齿波：V P-P ≈4V ，负斜率连续可调。
矩形波：V P-P ≈12V ，占空比为50％～90％并连续可调。
3．设计压控振荡器控制电压范围1~10V ；振荡频率范围：f ＝500Hz ～5kHz ；测量输入电压与频率的关系，做出曲线。
设计提示：根据设计指标，先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波。
在方波—三角波的基础上，进行锯齿波、矩形波和压控振荡器的设计。
题目二：低频信号发生及处理系统设计任务和要求：1) 用运算放大器为主要元件设计一个低频信号发生及处理电路。
2) 正弦信号发生单元的输出信号频率为500Hz ±10Hz ，输出电压有效值为20mV 。
3) 将20mV 的正弦信号变换为±20mV 的差模信号。
4) 将±20mV 的差模信号放大为10V 的单端输出的正弦信号。
5) 将10V 正弦信号变换为0~50mV 的矩形波信号，占空比q 在10%~90%范围内连续可调。
6) 将矩形波信号做比例积分运算，比例系数=10，积分时间常数=0.1设计提示：1）可采用电压跟随器及反相比例电路实现单端信号到差模信号的变换。
2）可参考仪用放大器的设计，将±20mV 的差模信号放大为10V 的单端输出的正弦信号。
3）将10V 正弦信号变换为0~50mV 的矩形波信号时可考虑用信号衰减及电平移动2个环节分步实现。
题目三 ：设计实现晶体管β值筛选器设计任务和要求：1．对PNP 和NPN 都适用。
2．当时输出<200Hz 的矩形波；当200<β300200<β<时输出>1000Hz 矩形波；当300>β时指示灯亮。
北京工业大学电子实验报告 压控阶梯波发生器(数字类)
北京工业大学课程设计报告学院电子信息与控制工程专业班级组号题目1、压控阶梯波发生器2、基于运放的信号发生器设计姓名学号指导老师成绩年月日压控阶梯波发生器（数字类）（一）设计任务在规定时间内设计并调试一个由电压控制的阶梯波发生器。
（二）设计要求1、输出阶梯波的频率能被输入直流电压所控制，频率控制范围为600Hz至1000Hz。
2、输出阶梯波的台阶级数为10级，且比例相等。
3、输出阶梯波的电压为1V/级。
4、输入控制电压的范围0.5V至0.6V。
5、电路结构简单，所用元器件尽量少，成本低。
（三）调试要求利用实验室设备和指定器件进行设计、组装和调试，达到设计要求，写出总结报告。
（四）方案选择在压频转换部分存在两种方案。
1、Lm358组成压频转换电路；2、NE555构成压频转换电路。
方案论证数字电路精确度较高、有较强的稳定性、可靠性和抗干扰能力强，数字系统的特性不易随使用条件变化而变化，尤其使用了大规模的继承芯片，使设备简化，进一步提高了系统的稳定性和可靠性，在计算精度方面，模拟系统是不能和数字系统相比拟的。
数字系统有算术运算能力和逻辑运算能力，电路结构简单，便于制造和大规模集成，可进行逻辑推理和逻辑判断；具有高度的规范性，对电路参数要求不严，功能强大。
为了得到更精彩的波形采用数模混合方案。
（五）实验元器件和芯片运算放大器Lm358，TTL电路74LS20、74LS161、74LS175，CMOS缓冲器CD4010，稳压管，二极管1N4148，电位器，电容，电阻。
（六）设计方案整体设计思路：压频转换→计数器→权电阻→运放=>阶梯波利用Lm358组成压频转换电路；使用CD4010缓冲，形成可被数字电路识别的矩形波信号；74LS161与74LS20组合构成十进制计数器；利用74LS175提高负载、整流信号，并组成权电阻网络；最后利用运放放大信号，并输出。
仿真电路图：详细设计： 压频转换部分：V1 2 V C11uFR1100kΩR25kΩR31kΩR4100kΩR5100kΩU174LS161NQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK2U274LS175D1D 4CLK 91Q 2~CLR 12D 53D 124D 13~1Q 3~2Q 63Q 10~3Q 112Q 74Q 15~4Q14U3A74LS20D5U4ALM358D32481U5ALM358D 32481U6ALM358D3248134U7A40106BD_5V6R6100kΩKey=A 50%GNDVDD 15V VDD 15V VEE-15VVEE -15VVEE -15VVDD15V VEE VEEVDDVDDR71kΩVCC 5V R81kΩR92kΩR104kΩR118kΩR122kΩKey=A 50%R132kΩKey=A 50%R142kΩKey=A 50%R152kΩKey=A50%1718192021222324VEE VDDR161kΩ0R17680Ω27R182kΩ26XSC1ABExt Trig++__+_1211D11N4148109830729VCCGND D21N575815251228压频转换将一定的输入电压按线性的比例关系转化成频率信号，当输入电压变化时，输出频率也相应变化。
北邮模电实验报告函数发生器
北京邮电大学课程头验报告课杲程名称：电子测量与电子电路设计题目：函数信号发生器院系: 电子工程学院电子科学与技术专业班级2013211209学生姓名：刘博闻学号2013211049指导教师：咼惠平摘要函数信号发生器广泛地应用于各大院校和科研场所。
随着科技的进步，社会的发展，单一的函数信号发生器已经不能满足人们的需求，本实验设计的正是多种波形发生器。
本实验由两个电路组成，方波—三角波发生电路和三角波—正弦波变换电路。
方波一三角波发生电路由自激的单线比较器产生方波，通过RC积分电路产生三角波，在经过差分电路可实现三角波—正弦波的变换。
本电路振荡频率和幅度用电位器调节，输出方波幅度的大小由稳压管的稳压值决定；而正弦波幅度和电路的对称性也分别由两个电位器调节，以实现良好的正弦波输出图形。
它的制作成本不高，电路简单，使用方便，有效的节省了人力，物力资源，具有实际的应用价值。
关键词：三角波方波正弦波幅度调节频率调节设计要求 (1)1 •前言 (1)2. 方波、三角波、正弦波发生器方案 (1)2.1原理框图 (1)2.2系统组成框图 (2)3. 各组成部分的工作原理 (2)3.1方波-三角波产生电路的工作原理 (2)3.2三角波-正弦波转换电路的工作原理 (4)3.3总电路图 (6)4. 用Mutisim电路仿真 (7)4.1方波一三角波电路的仿真 (7)4.2方波一正弦波电路的仿真 (8)5电路的实验结果及分析 (9)5.1方波波形产生电路的实验结果 (9)5.2方波---三角波转换电路的实验结果 (10)5.3正弦波发生电路的实验结果 (11)5.4实验结果分析 (12)6. 实验总结 (12)7. 仪器仪表清单 (13)7.1所用仪器及元器件： (13)7.2仪器清单表 (13)8. 参考文献 (16)9. 致谢 (166)方波一三角波一正弦波函数信号发生器设计要求1. 设计制作一个可输出方波、三角波、正弦波信号的函数信号发生器。
模电课程设计--函数发生器
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。
模电课程设计仿真函数发生器
模电课程设计仿真函数发生器第一篇：模电课程设计仿真函数发生器《模拟电路基础》课程设计——函数发生器指导教师：学院；学号：姓名：一．设计任务要求：设计一个正弦波信号发生器设计一个方波信号发生器设计一个能同时输出正弦波、方波和三角波的函数发生器指标：频率：1kHz 幅度：正弦波大于10Vpp，方波10Vpp，三角波6Vpp。
二、电路原理函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。
电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。
根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器。
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。
RC正弦振荡电路起振条件：&F&>1A振荡平衡条件：&&⎧AF=1⎪⎨⎪⎩ϕA+ϕF=(2n+1)π(n为整数)4个组成部分：放大电路选频网络正反馈网络稳幅网络振荡频率1f0=2πRC•Ff=f0若时：=•13R2+rDA=1+≥3R1运放的放大倍数方波信号发生器滞回比较器：引入正反馈，产生振荡RC电路：作为延迟环节和反馈网络，通过对电容的充放电实现两种状态的转换。
稳压管：输出需要的方波电压。
滞回比较器：提高了比较器的响应速度，同时输出电压的跃变不是发生在同一门限电平上，具有抗干扰能力。
同相输入端反相输入端方波信号发生器当UiUp时，Uo=-Uz，当Ui小于-UT时，输出发生翻转Uo=+Uz。
函数发生器采用RC桥式正弦振荡电路产生正弦信号正弦信号通过比较器电路产生方波方波信号利用反相积分电路变换为三角波通过开关选择需要的输出波形总体电路仿真结果六、总结本次电路图的设计符合要求。
通过本次设计，对函数发生器的工作原理有了更好的理解，也对运算放大电路的使用有了进一步的认识，通过查阅资料，翻看教科书以及查看课件，做出了上面的函数发生器电路，并在仿真上进行测试，而且获得成功，达到了设计制定的标准，可以稳定的输出我们需要的波形。
模拟电子函数发生器课程设计报告 [文档在线提供] (2)
目录1 设计的目的及任务 (3)1.1 课程设计的任务与要求 (3)1.2 课程设计的技术指标 (3)2 函数发生器的道理及方案选择 (4)2.1 函数发生器的道理 (4)2.2 函数发生器的各方案阐发比拟及选择 (4)3 集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的函数发生器 (6)3.1 方波发生电路的工作道理 (6)3.2 方波---三角波转换电路的工作道理 (6)3.3 三角波---正弦波转换电路的工作道理 (10) (12)3.5 总电路图 (14)3.6 方波---三角波发生电路的仿真 (14)3.7 三角波---正弦波转换电路的仿真 (16)4 基于ICL8038设计的函数发生器 (16)4.1 单片集成电路函数发生器ICL8038的电路布局 (16)4.2 ICL8038的引脚图 (18)4.3 ICL8038的性能长处 (18)4.4 ICL8038的工作道理 (19)4.5 电路的参数选择及计算 (20)4.6 总电路图 (21)4.7尝试成果 (21)5 尝试总结 (22)6 元器件清单 (23)7 参考文献 (24)1 设计的目的及任务1.1 课程设计的任务与要求设计任务设计一个能够发生方波—三角波—正弦波的函数发生器设计要求〔1〕按照技术指标要求及尝试室条件自选方案设计出道理电路图，阐发工作道理，计算元件参数。
〔2〕列出所有元、器件清单报尝试室备件。
〔3〕安装调试所设计的电路，使之到达设计要求。
〔4〕记录尝试成果。
1.2 课程设计的技术指标输出波形：方波—三角波—正弦波频率范围：1kHz~10kHz输出电压：方波Vp-p≈12V,三角波≈6V,正弦波≈3V2函数发生器的道理及方案2.1 函数发生器的道理函数发生器一般是指能自动发生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。
电路形式可以采用由运放及别离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。
按照用途不同，有发生三种或多种波形的函数发生器。
电子技术课程设计 基于ICL8038的函数发生器讲解
基于ICL8038的函数发生器摘要：函数发生器根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，其电路中使用的器件可以是分离器件，也可以是集成器件，产生方波、正弦波、三角波的方案也有多种。
本设计是以ICL8038集成块为核心器件，制作的一种函数发生器。
ICL8038是一种具有多种波形输出的精密震荡集成电路，只需要少量的外部元件就能产生方波、正弦波和三角波。
其输出波形的频率和占空比可以由电流或电阻控制。
关键词：ICL8038，方波，三角波，正弦波。
Abstract：Function generator according to different purposes, a function generator to produce three or more kinds of waveforms, devices used in circuit can be a separation device, and can also be integrated device, generates a square wave, sine wave, triangle wave scheme also has a variety of. The design is based on ICL8038 chip as the core device, a function generator produced. ICL8038 is a precision oscillation integrated circuit with a variety of waveform output, only external components can be produced small amounts of square wave, sine wave and triangular wave. The frequency of the output waveform and the duty ratio can control by current or resistance.Keywords：ICL8038,Square wave,Triangular wave,Sine wave.目录1 前言 (1)2 总体方案 (2)2.1 方案比较 (2)2.1.1 方案一 (2)2.1.2 方案二 (2)2.2 方案选择 (3)3 单元模块设计 (4)3.1 ICL8038 (4)3.1.1 ICL8038 管脚功能 (4)3.1.2 ICL8038的性能特点 (5)3.1.3 ICL8038内部结构 (5)3.2 控制电路 (6)4 系统调试 (8)5 系统功能、指标参数 (9)6 设计总结 (10)7 谢辞 (11)8 参考文献 (12)9 附录 (13)1前言信号发生器是科研及工程实践中重要的仪器之一，在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域系统设计及调试过程中，用不同频率的正弦波、三角波和方波常作为信号源，应用十分方便。
北工大-电子实验课设报告
四相步进电机，发光二极管，续流二极管IN4004，复合三极管TIP122，5Ω（1W）电阻，其他电容、电阻若干。
说明：
a、本实验提供的是四相步进电机，它对外有六条引线，其中二条为公共端、另外四条分别为A相、B相、C相、D相，但引脚具体排序未知，故在使用前需要对步进电机进行分析，测试，并判断出具体的相序。
虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。
1
2
3
4
5
6
7
8
A
B
C
D
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
说明：
a、本实验提供的是四相步进电机，它对外有六条引线，其中二条为公共端、另外四条分别为A相、B相、C相、D相，但引脚具体排序未知，故在使用前需要对步进电机进行分析，测试，并判断出具体的相序。
虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。
1
2
3
4
5
6
7
8
A
B
C
D
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
北邮模电实验报告 函数信号发生器的设计
北京邮电大学电子电路综合设计实验报告课题名称：函数信号发生器的设计学院：班级：姓名：学号：班内序号：课题名称：函数信号发生器的设计摘要：采用运算放大器组成的积分电路产生比较理想的方波-三角波，根据所需振荡频率和对方波前后沿陡度、方波和三角波幅度的要求，选择运放、稳压管、限流电阻和电容。
三角波-正弦波转换电路利用差分放大器传输特性曲线的非线性实现，选取合适的滑动变阻器来调节三角波的幅度和电路的对称性，同时利用隔直电容、滤波电容来改善输出正弦波的波形。
关键词：方波三角波正弦波一、设计任务要求1．基本要求：设计制作一个函数信号发生器电路，该电路能够输出频率可调的正弦波、三角波和方波信号。
(1) 输出频率能在1-10KHz范围内连续可调，无明显失真。
(2) 方波输出电压Uopp=12V（误差小于20%），上升、下降沿小于10us。
(3) 三角波Uopp=8V（误差小于20%）。
(4) 正弦波Uopp1V，无明显失真。
2.提高要求：(1) 输出方波占空比可调范围30%-70%。
(2) 三种输出波形的峰峰值Uopp均可在1V-10V内连续可调。
二、设计思路和总体结构框图总体结构框图：设计思路：由运放构成的比较器和反相积分器组成方波-三角波发生电路，三角波输入差分放大电路，利用其传输特性曲线的非线性实现三角波-正弦波的转换，从而电路可在三个输出端分别输出方波、三角波和正弦波，达到信号发生器实验的基本要求。
将输出端与地之间接入大阻值电位器，电位器的抽头处作为新的输出端，实现输出信号幅度的连续调节。
利用二极管的单向导通性，将方波-三角波中间的电阻改为两个反向二极管一端相连，另一端接入电位器，抽头处输出的结构，实现占空比连续可调，达到信号发生器实验的提高要求。
三、分块电路和总体电路的设计过程1.方波-三角波产生电路电路图：设计过程：①根据所需振荡频率的高低和对方波前后沿陡度的要求，选择电压转换速率S R合适的运算放大器。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课题名称二：基于专用IC的函数发生器一、设计要求1、设计任务：采用集成函数发生器ICL8038及辅助电路，设计并制作一个能产生三角波、正弦波、方波信号的低频函数发生器。
2、基本要求：频率范围1Hz～100kHz。
频率控制方式手动通过改变时间常数RC实现。
在1kΩ负载条件下：正弦波最大峰-峰值 3V 幅值可调，谐波失真小于3%；三角波最大峰-峰值 5V 幅值可调，非线性失真小于2%；方波最大峰-峰值 5V 幅值可调，方波上升时间小于2μs；3、扩展要求：(1)过改变控制电压实现频率的压控，压控电压范围 0～3V；(2)扩大信号输出的频率范围；(3)增加输出功率（负载电阻改为50-100Ω）；(4)具有输出频率的显示功能;二、设计方案选择及方案比较1、总体实验的原理图：2、对于下面方案的选择下图为我们在实践之后发现，多了一个741之后，反而出不来我需要的三种波形。
所以我们又改为原来的电路图。
如下图：三、选定方案其电路系统工作原理及工作过程我们设计此课设可以简单的分为两部分：第一部分是：用8038芯片设计的频率可调的多种波形信号发生器电路。
第二部分是：用741来完善整个实用的多种波形信号发生器电路。
1、用8038芯片设计的频率可调的多种波形信号发生器电路。
电路图如下：首先我们先要了解一下8038芯片的调节方式以及具体的功能实现：在8038芯片中，我们做了简单的了解。
的8 脚为调电压输入即振荡输出频率受此端电压的控制, 是一种电压频率(V /F ) 转换电路, 称为压控振荡。
其震荡频率与调频电压成正比, 线性度为0. 5%。
调频电压的值是指+ VCC端与管脚8 之间的电压, 此值应不超过1/3 (V CC+ V EE )。
7 脚为调频电压输出端,其值由器件内部的分压电阻决定, 这里指的是VCC端和7 脚之间的电压, 此值为(VCC+ VEE) , 它可作为管脚8 的插入电压。
由于方波输出经过集电极开路门, 一般在V cc 和9 脚之间接一个阻值通常取10KΩ左右。
3 脚为三角波输出端, 2 脚为正弦波输出端, 4 脚为占空比调整端, 5 脚为频率调整端, 6 脚为电源正极V CC, 11 脚为电源负极VEE , 10 脚接电容C。
13、14 脚为空脚。
因此在整个电路中如图去连接就构成了8038芯片设计的频率可调的多种波形信号发生器电路。
三个输出端分别输出三角波或锯齿波、正弦波、方波或矩形波电压。
调节电位器RP1可以改变方波的占空比、锯齿波的上升时间和下降时间；调节电位器RP2可以改变输出信号的频率；调节电位器RP3和RP4可以调节正弦波的失真度，两者要反复调整才可得到失真度较小的正弦波；改变充放电电容C的容量大小也可以改变输出信号的频率，根据不同的设计要求可将其分为数挡（如100pF、0.01μF、1μF 和10μF）的功能，然后利用开关进行接换即可；在ICL8038 的输出端可接一由运算放大器构成的比例放大器，其输入端通过开关分别切换的ICL8038 的9、3、2 脚，可实现不同输出信号的增益调整。
2、在右边741和NPN三极管的电路图：在图中NPN三极管能更好的使芯片得到保护。
并且在输入741芯片之前，加入一个滑动电阻器用来调节整个电路的输出的波形的峰—峰值。
通过调节这个滑动电阻使波形生成出符合要求的波形。
四、各单元电路工作原理、公式推导、波形分析和参数设计了解8038芯片的工作原理：下图为芯片中的内部结构：可知8038芯片由恒流源I1、I2,电压比较器C1、C2 和触发器等组成。
电压比较器C1、C2q的门限电压分别为2VR/3和VR/3，电流源I1和I2的大小可通过外接电阻调节，且12必须大于I1。
触发器的Q输出控制开关S，使电流源I2断开，电流源I1向外接电容C充电;或I2接通，电容C放电，因此，电路产生振荡。
若I2=2I1,,VC 上升时间与下降时间相等，产生三角波输出到脚3。
而触发器输出的方波，经缓冲器输出到脚9。
三角波经正弦波变换器变成正弦波后由脚2输出。
当I1<I2< 2I1,时，Vc的上升时间与下降时间不相等，管脚3输出锯齿波。
因此，8038芯片能输出方波、三角波、正弦波和锯齿波四种波形。
下图为8038的管脚图：确定具体的元件参数与测试。
以ICL 8038 为例, 其测试电路如图3 所示。
7 脚和8 脚相连, 使得三角波的上升时间t1 =5/3R1C,下降时间为t2=：此时振荡频率为f=电阻R1 和R2 的阻值一般在(VCC—V8) /1mA～ (VCC—V 8) /10uA 范围内, 式中(VCC—V8) 是指电源+ VCC与脚8 之间的电压, 同时应使R2< 2R1, 这样就保证了I1< I2< 2 I1 的关系, 若能顺利地调出这三种波形说明集成块是好的。
2、用8038芯片设计的频率可调的多种波形信号发生器电路。
从实验结果可以看出在给定电容、电源电压(+ Vcc=一VEE)条件下，改变管脚8的控制电压，振荡频率随之变化，管脚8的控制电压越大，2,3,9管脚输出波形的频率越小。
如果管脚8的控制电压小到一定值时，2,3,9管脚则无输出波形。
例如，十VCC二一VEE = 12V时，管脚8的控制电压大于3.5V为佳;当+VCC=VEE=5V 时，管脚8的控制电压大于2.4V为佳，大于2.8V则输出波形更好。
可以说该电路是一个频率连续可调的函数发生器电路。
改变管脚1,12的电压值，观察2管脚输出正弦波形失真情况如图电路，调节电位器Rp2,Rp4，使管脚1的电压值变化，可以使正弦波形失真度最小。
实验结论:在电源电压+Vcc=-VEE一定时，输出信号峰值电压不变;频率.f随电容C的变大而变小;频率.f随R,,R:变大(Rp1 = Rp2)而变小;随管脚8的控制电压变大，2,3,9管脚输出波形的频率变小。
电源电压+Vcc=-VEE变化时，输出信号峰值改变。
电源电压越小，输出信号峰值越小。
管脚8的控制电压必须大于一定值时，电路才会产生振荡有输出信号。
按照实际设计要求选取电源电压值、电容C值、电阻R1,R2值、调节管脚8的控制电压值，就可用集成函数发生器8038芯片构成一个多种波形输出的信号发生器。
图中RP1用来调节占空比;RP3用来调节频率;RP4用来调节正弦波正半周失真度;RP2用来调节正弦波负半周失真度。
第 10 脚外接电容C的容值决定了输出波形的频率。
电容C选择的参数不同，所得到的频率调节范围也不同。
为了能得到较为宽广的输出频率范围，可以在10脚接一个多档开关，开关拨到不同的位置，就接不同电容值的电容C(从1口到5100pF)，这样，输出波形的频率不同。
RP5用来调节输出波形的峰值。
其后可以接一级放大电路将8038芯片的输出信号进一步放大。
另一部分的电路为一个741和三极管的放大运放，在这里不做过多不必要的的解释。
五、调试过程这个实验在整个连接电路板得阶段非常简单，但是在我们调试的过程中，也由于芯片过于昂贵而遇到的一系列的困难。
在我们正式的装板子前我们做了一个简单的排版设计，由于电路相对简单，所以我们尽可能的把器件距离拉的大一些。
这样一来方便插线，二来不会因为过于紧密而产生的误差，更加显得干净。
在整体的调试中，我们很幸运的是在电路选择上没有耽误很长的一段时间，在这个实验中，我们先选取了错误的实验电路，在这之后，我们及时的更换了电路以及相应的器材。
在进行仔细的检查以后我们终于出了以下三个实验图形：此为正弦波：在正弦波的调试过程中，我们主要是通过调节1管脚出来的和12管脚出来的滑动变阻器来调节正弦波生半周期和下半周期的正弦波。
由于这两个滑动变阻器的阻值较大，所以需要耐心的调试来完成。
在整个调节的途中，我们还需要调节在741上连接的滑动变阻器来协调整个的调试过程使得图形更加完美。
当然需要更多耐心。
下面我们调节的是方波图形如下图：在方波的调试中，没有一个特别对应的滑动变阻器是调节方波失真的。
所以我们需要更换许多的电阻值来调节。
在整个的调节过程中我们发现如果调节方波，使得方波的波形更加好看，理想化，正弦波的图形就会出现问题。
所以我们最后在两者之间取了个中间值来完成这次实验的整体情况，所以在方波的最终结果有些失真。
下图为三角波：三角波的调试主要是调节8管脚出来的滑动变阻器来调节占空比使得在三角波图形中的上升时间和下降时间近似相等，越接近误差就越小。
所以相比前两个而言更好调试。
六、附录1、芯片的管脚图Ua741芯片8038芯片2、仪器使用示波器数电箱3、ICL 8038 的主要技术参数如下:1) 单电源电压: + ( 10～ 30) V;2) 双电源电压:(±5～±15) V;3) 工作频率范围: 0. 001Hz～ 1MHz;4) 正弦波幅度(±10V 供电时) : 4V;5) 正弦波失真度(外接调整电路) : 1. 5%;6) 三角波幅度(±10V 供电时) : 最小6V;7) 三角波线性度: 0. 1%;8) 方波输出幅度: VCC;9) 方波上升时间: 180n s;10) 方波下降时间: 40n s。