《模拟电子技术》信号发生器

《模拟电子技术》简易函数信号发生器的设计与制作1 整机设计1.1 设计任务及要求结合所学的模拟电路知识，运用AD画图软件，设计并制作完成一简易函数信号发生器，要求能产生方波和三角波，且频率可调，自行设计电路所需电源电路。

1.2 整机实现的基本原理及框图1.函数信号发生器能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形。

其电路中使用的器件可以是分立器件，也可以是集成电路。

本课题需要完成一个能产生方波、三角波的简易函数信号发生器。

产生方波、三角波的方案有很多种，本课题采用运放构成电压比较器出方波信号，采用积分器将方波变为三角波输出，其原理框图如图1所示。

2 硬件电路设计直流电源电路一般由“降压——整流——滤波——稳压”这四个环节构成。

基本组成框图如图2所示。

(1)电源变压器的作用是将电网220V的交流电压变成整流电路所需要的电压u。

因此，uj=nu;(n 为变压器的变比)。

整流电路的作用是将交流电压u.变换成单方向脉动的直流Uz。

整流电路主要有半波整流、全波整流方式。

以单相桥式整流电路为例，U=0.9u。

每只二极管所承受的最大反向1 0.45u电压uey=、2u,，平均电流/ouv)=之 R R对于RC滤波电路，C的选择应适应下式，即RC放电时间常数应该满足：RC=(3～5)T/2，T为50Hz交流电压的周期，即20ms。

(2)器件选择①变压器将220V交流电压变成整流电路所需要的电压u。

②整流电路将交流电压u：转换成单方向脉动的直流U2，有半波整流、全波整流，可以利用整流二极管构成整流桥堆来实现。

此题建议用二极管搭建全波整流电路实现。

③滤波电路将脉动直流电压Uz滤除纹波，变成纹波较小的U，有RC滤波电路、LC滤波电路等。

此题建议采用大电容滤波。

④稳压器常用集成稳压器有固定式三端稳压器和可调式三端稳压器。

下面分别介绍其典型应用及选择原则。

固定式三端稳压器的常见产品有：78XX系列稳压器输出固定的正电压，如7805输出为+5V；79XX系列稳压器输出固定的负电压，如7905输出为-5V。

模电信号发生器课程设计一、课程名称：模拟电子学信号发生器课程设计二、课程目标：帮助学生理解和应用模拟信号发生器的原理，学会设计、搭建和测试模拟电子电路。

三、课程大纲：1. 介绍模拟信号发生器（1周）模拟信号发生器的基本原理和作用。

常见的模拟信号波形及其特性。

信号发生器在电子实验和测试中的应用。

2. 信号波形生成（2周）正弦波、方波、三角波等信号波形的产生原理。

波形的频率、幅度和相位控制。

使用基本电路元件设计和实现信号波形生成电路。

3. 频率和幅度控制（2周）频率控制电路的设计与实现。

幅度控制电路的设计与实现。

频率和幅度的互相影响与调整。

4. 调制技术（3周）调幅、调频、调相等调制技术的原理。

调制电路的设计与实验。

调制技术在通信系统中的应用。

5. 噪声和失真（2周）信号发生器中可能引入的噪声和失真。

减小噪声和失真的方法。

实验中对信号质量的评估与优化。

6. 课程总结与项目（2周）复习课程中学到的关键概念和技能。

小组或个人项目：设计并搭建一个简单的模拟信号发生器电路，进行测试和改进。

四、评估方式：课堂参与和小组讨论（20%）实验报告和作业（30%）期中考试（20%）期末考试（30%）五、实验和项目详细说明：实验1：正弦波发生电路设计学生将设计和搭建一个正弦波发生电路，使用基本的放大器电路和反馈网络。

实验要求学生调整电路参数，观察波形的变化，并测量频率和幅度。

实验2：方波和三角波产生电路设计学生将设计并搭建方波和三角波发生电路，了解不同波形的产生原理。

实验要求学生比较各波形的特性，调整电路以实现不同频率和幅度的波形。

实验3：频率和幅度控制电路设计学生将设计可调频率和幅度的信号发生电路，掌握频率和幅度控制电路的原理。

实验要求学生测量和记录不同控制参数下的波形变化。

实验4：调制技术实验学生将学习并实现调幅、调频和调相电路，了解调制技术的应用。

实验要求学生观察和分析调制后的波形，理解调制技术在通信系统中的作用。

《模拟电子技术基础》课程设计报告题目低频信号发生器班级XX XXXX姓名XXXX学号20121192XXXX成绩日期 16低频信号发生器一、课题名称与技术要求1设计能产生正弦波，矩形波（占空比可调）和锯齿波等多种信号的函数信号发生器。

2主要技术指标和要求a输出信号的工作频率范围10Hz～10KHz，连续可调b输出各种信号波形幅值0～10V，连续可调二、内容摘要信号产生电路有正弦波和非正弦波振荡电路两种形式。

正弦波振荡电路是由正反馈网络和放大电路组成。

常见的有RC正弦波振荡电路和LC正弦波振荡电路。

非正弦信号产生电路主要有方波、矩形波、三角波和锯齿波等信号发生电路。

矩形波发生电路由一个可调占空比的迟滞电压比较器组成。

方波是占空比为50%的矩形波的一种特殊形式。

锯齿波发生电路由一个同相输入迟滞比较器和一个可调占空比的积分电路组成。

三角波又是占空比为50%的锯齿波的特殊形式。

对于正弦波产生电路，关键就是熟悉选频网络的选频特性。

对于非正弦产生电路，关键是要明确放大电路引入的是正反馈，因为只有正反馈才能使电路产生振荡。

本方案采用RC正弦波振荡电路，迟滞电压比较器和RC积分电路。

将这三个电路连接在一起，会依次产生正弦波、方波和三角波。

由于矩形波积分后不能产生锯齿波，上述方案不能实现，所以单独设计一个矩形波产生电路。

由于矩形波与方波的不同之处在于矩形波的高电平持续时间与低电平持续时间不相等，可以在方波产生电路中设法使电容的充放电时间不相等来实现，即利用二极管的单向导电性实现，这就是一个可调占空比的矩形波发生电路。

三、总体设计方案论证及选择（1）RC正弦波振荡电路产生正弦波，作为输入信号，通过迟滞电压比较器产生方波，再作为输入信号，通过积分电路产生三角波。

原理图如下：正弦波方波三角波1.正弦波产生电路a电路图如下：b. 分析上图是RC串并联正弦波振荡电路，又称文氏桥。

反馈网络和选频网络由RC串并联网络组成，同时加入了一个C007芯片作为放大电路。

《模拟电子技术》简易函数信号发生器的设计与制作1 整机设计1.1 设计任务及要求结合所学的模拟电子技在此处键入公式。

术知识，运用AD软件设计并制作一简易函数信号发生器，要求能产生方波和三角波信号，且频率可调，并自行设计电路所需电源1.2 整机实现的基本原理及框图1.电源电路组成由变压器—整流电路—滤波电路—滤波电路—稳压电路组成。

变压器将220V 电源降压至双15V，经整流电路变换成单方向脉冲直流电压，此电源使用四个整流二极管组成全波整流桥电源变压器的作用是将电网220V 的交流电压变成整流电路所需要的电压u1。

因此，u1=nu i（n 为变压器的变比）。

整流电路的作用是将交流电压山变换成单方向脉动的直流U2。

整流电路主要有半波整流、全波整流方式。

以单相桥式整流电路为例，U2=0.9u1。

每只二极管所承受的最大反向电压u RN= √2u1，平均电流I D(A V),=12I R=0.45U1R对于RC 滤波电路，C的选择应适应下式，即RC放电时间常数应该满足：RC= (3~5）T/2，T 为50Hz 交流电压的周期，即20ms。

此电源使用大电容滤波，稳压电路，正电压部分由三端稳压器7812输出固定的正12V电压，负电压部分由三端稳压器7912输出固定-12V电压。

并联两颗LED灯分别指示正负电压。

2．该函数发生器由运放构成电压比较器出方波信号，方波信号经过积分器变为三角波输出。

2 硬件电路设计硬件电路设计使用Altium Designer 8.3设计PCB，画好NE5532P,7812及7912的原理图和封装后，按照电路图画好原理图后生成PCB图。

合理摆放好各器件后设置规则：各焊盘大小按实际情况设置为了更容易的进行打孔操作，设置偏大一些，正负12V电源线路宽度首选尺寸1.2mm，最小宽度1mm，最大宽度1.2mm，GND线路宽度首选尺寸1mm，最小宽度1mm，最大宽度1.5mm，其他线路首选尺寸0.6mm，最小宽度1mm，最大宽度1.2mm。

实验报告简要分析及参考答案以下为简要分析，答题时请详细规范作答——实验一仪器的使用P178：交流毫伏表的使用（1）将信号发生器输出值与毫伏表测量值相比较，得到的结论是：信号发生器输出的电压是用峰峰值表示的，而毫伏表测量的电压是用有效值表示的，正弦波峰峰值电压是有效值电压的（2）用毫伏表的MANU和AUTO模式测量信号发生器的输出电压，其不同之处是：用MANU 模式测量时要把量程旋钮置于合适的量程才能显示正确的测量电压；AUTO模式则自动显示测量电压。

P178：思考题1．因为交流毫伏表的电压测量范围为100U A～300V，它能感应并测量仪器周围很微弱的干扰信号，所以交流毫伏表一接通电源显示屏上就有数码显示。

2．图（a）：（1）调节触发方式选择开关在AUTO状态；（2）调节垂直位移旋钮在适当的位置；（3）调节亮度旋钮在适当的位置。

图（b）：（1）T/DIV旋钮不要置于X-Y显示方式；（2）扫描时间选择旋钮的扫描频率不要选得太高，图（c）：调节聚焦和垂直位移旋钮在适当的位置。

3．示波器的红夹子应于毫伏表测试线上的红夹子相接，示波器的黑夹子应于毫伏表的黑夹子相接。

如果互换使用将引入干扰，产生较大的测量误差，甚至不能测量。

原因参阅课本P10。

实验二元件的识别与测量P1804.（2）用两手抓住表笔捏紧电阻两端测量其阻值,相当于把人体的电阻与所测电阻并联，所测电阻越大，影响越大，测量值越小。

P1816（2）用×100Ω档测出的阻值小，而用×1KΩ档测出的阻值大。

因为万用表不同的欧姆档流出的电流不同，×100Ω档时流出的电流大，×1KΩ档时流出的电流小。

当用不同的欧姆档测量同一只二极管时，由于二极管是非线性元件，等效电阻不是一个固定值，其值随电流的改变而改变，所以当用不同的量程测其正、反向电阻值时，测量值也不同。

P183：思考题用×1档电流大，×10k档电压大，都容易烧坏晶体管。

一、实验目的1. 熟悉模拟电子技术实验的基本操作流程；2. 掌握模拟电子技术实验的基本测量方法；3. 理解模拟电子电路的基本原理，提高电路分析能力；4. 培养实验操作技能，提高动手实践能力。

二、实验内容1. 常用电子仪器的使用：示波器、万用表、信号发生器等；2. 晶体管共射极单管放大器实验；3. 射极跟随器实验；4. 差动放大器实验。

三、实验原理1. 常用电子仪器使用：示波器、万用表、信号发生器等是模拟电子技术实验中常用的测量工具，掌握这些仪器的使用方法对于进行实验至关重要。

2. 晶体管共射极单管放大器：晶体管共射极单管放大器是一种基本的模拟放大电路，其原理是利用晶体管的电流放大作用，将输入信号放大。

3. 射极跟随器：射极跟随器是一种具有高输入阻抗、低输出阻抗、电压放大倍数接近1的放大电路，常用于信号传输和阻抗匹配。

4. 差动放大器：差动放大器是一种能有效地抑制共模干扰的放大电路，广泛应用于测量、通信等领域。

四、实验步骤1. 常用电子仪器使用：熟悉示波器、万用表、信号发生器的操作方法，并进行基本测量。

2. 晶体管共射极单管放大器实验：（1）搭建实验电路，包括晶体管、电阻、电容等元件；（2）调整电路参数，使晶体管工作在放大区；（3）使用示波器观察输入信号和输出信号，分析电路放大效果。

3. 射极跟随器实验：（1）搭建实验电路，包括晶体管、电阻、电容等元件；（2）调整电路参数，使晶体管工作在放大区；（3）使用示波器观察输入信号和输出信号，分析电路放大效果。

4. 差动放大器实验：（1）搭建实验电路，包括晶体管、电阻、电容等元件；（2）调整电路参数，使晶体管工作在放大区；（3）使用示波器观察输入信号和输出信号，分析电路放大效果。

五、实验数据及分析1. 常用电子仪器使用：根据实验要求，使用示波器、万用表、信号发生器等仪器进行测量，并记录数据。

2. 晶体管共射极单管放大器实验：（1）输入信号频率为1kHz，幅值为1V；（2）输出信号频率为1kHz，幅值为5V；（3）放大倍数为5。

模拟电子技术实验实验一常用仪器、仪表的测量一、实验目的1．掌握函数信号发生器的使用方法；2．掌握交流毫伏表的使用方法；3．掌握双踪示波器的使用方法；学会用示波器测量正弦信号的峰峰值、周期及频率。

二、实验原理在模拟电子技术实验中，函数信号发生器用来提供各种电源信号；交流毫伏表则用来测量交流电压的有效值；示波器能定性显示信号波形和定量测试。

按照图3-1框图连线，函数信号发生器把不同频率、不同幅值的信号送进示波器，用示波器进行观测，同时用交流毫伏表测量，最后把示波器测试的结果与交流毫伏表测试的结果加以比较。

图3-1 实验电路框图三、实验仪器与器件函数信号发生器；交流毫伏表；双踪示波器。

四、实验内容与步骤1．函数信号发生器和交流毫伏表的使用1）接通函数信号发生器的电源，选择输出正弦波信号，先调节“频率粗调”使输出频率为500Hz，再调节“正弦波衰减”为“0db”档，顺时针旋转“正弦波衰减幅度”旋钮，使表头输出电压为最大值。

2）接通交流毫伏表电源，将波段开关置电压档的最高量程（300V）。

3）将毫伏表开路电缆的红、黑两端分别与函数信号发生器正弦波输出红黑插座相接。

4）调节量程开关（从高量程向低量程调节）使毫伏表表头指针指在满刻度的2/3处。

5）准确读数。

6）分别测量函数信号发生器输出正弦波信号为1KHz、10KHz、“正弦波衰减”为20db、40db档时的最大输出电压值7）将测量值填入表3-1中。

2．双踪示波器的使用参考本书第一章示波器的使用，认识示波器面板的旋钮，熟悉旋钮的作用。

1）检查本机标准信号，并定量测量标准信号的时间、周期和幅度。

2）将函数信号发生器调在正弦波1KHz处，输出电压为3V。

3）用毫伏表测量正弦波的有效值，并填入表3-2中。

4）将函数信号发生器的正弦波信号输入示波器。

调节示波器有关旋钮，使荧光屏上出现一个稳定的正弦波信号，计算正弦波的峰峰值和周期。

5）计算公式如下：峰峰值计算：Up-p=volts/div档位数×Y轴格数周期计算：T=sec/div档位数×X轴格数3．将函数信号发生器输出电压改为10KHz、5V，再重复上述步骤。

《模拟电子技术》课程标准适用专业：铁道机车专业课程编码：C2—3开设时间：第2学期课时数：56一、课程性质《模拟电子技术》是针对电子产品工艺和生产人员、电子工程师、电气维修与工艺员、工业信号检测与处理工、生产管理与技术支持员等所从事的测试电子元器件、焊接电子线路板、检测电子产品参数、工业信号检测与处理、维修电路板及整机产品等典型工作任务进行分析后，归纳总结出来其所需求的元件测试、焊接、调试、检测、维修等能力要求而设置的课程。

该课程的主要内容包括掌握二极管、三极管、运放等常用半导体器件的应用，掌握放大电路等常用模拟电路的基本概念、基本原理和分析方法，通过直流稳压电源制作与调试、音频单管放大电路的设计与制作、集成音频放大电路的制作与调试、功率放大电路的设计、制作与调试等4个项目的实施来进行课程的学习。

学生以学习小组为单位，通过共同完成项目的设计、制作、调试，培养学生具备较强的电子基本技能、电路分析能力、参与意识、责任意识、协作意识和自信心。

二、课程培养目标1．知识目标：（1）培养学生谦虚、好学；（2）培养学生勤于思考、做事认真；（3）培养学生分析问题、解决问题；（4）培养学生独立学习能力和决策。

（5）培养学生具有阅读有关技术资料，自我拓展学习本专业的新技术、新工艺，获取新知识的能力；2．能力目标：（1）培养学生的沟通能力及团队协作精神；（2）培养学生良好的职业道德；（3）培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风；（4）培养学生的质量意识、安全意识。

（5）有较强的表达能力、沟通能力、组织实施能力；（6）具备基本的生产组织、技术管理能力；3．专业能力目标：（1）掌握常见仪表的使用方法；（2）正确选择元器件的能力；（3）各种电子手册及资料的检索与阅读能力，把英语作为分析技术资料的辅助工具；（4）模拟电子电路识图与分析能力；（5）电路安装与焊接能力；（6）电路测试方案设计能力和测试数据分析能力；（7）电路故障排除能力；（8）简单电路设计能力；三、与前后课程的联系1．与前续课程的联系本课程的前续课程有《电工技术与应用》。