课程设计任务书学生姓名：叶枫专业班级：通信zy1201班指导教师：李瑞芳工作单位：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，毫伏表要求完成的主要任务:1．频率可调范围：10Hz~10kHz2. 输出电压：正弦波V PP=0~3V, 三角波V PP=0~5V, 方波V PP=0~15V3. 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%时间安排：1、2013 年12 月18 日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
2、2014 年1 月3 日至2014 年1 月6 日，方案选择和电路设计仿真。
3、2014 年1 月7 日至2014 年1 月10 日，电路焊接调试和编写课程设计报告。
4、2014 年1 月12 日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。
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 (I)Abstract (II)1 方案设计选择 (1)1.1 方案一 (1)1.2 方案二 (1)1.3 结论 (1)2 函数发生器电路设计及原理 (2)2.1函数发生器的总体原理 (2)2.2原理框图 (2)3 各组成部分的工作原理和电路设计 (3)3.1方波-三角波电路及工作原理 (3)3.2 三角波-正弦波转换电路的工作原理 (6)3.3电路的参数选择及计算 (8)3.4 总电路图 (9)4 电路的仿真 (10)4.1 方波电路的仿真 (10)4.2 三角波电路的仿真 (10)4.3 正弦波电路的仿真 (11)4.4仿真结果分析 (11)5 实物电路的安装与调试 (12)5.1电路的焊接 (12)5.2调试中遇到的问题及解决办法 (12)5.3实物展示 (13)6 心得体会 (14)7 参考文献 (15)本科生课程设计成绩评定表 (16)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。
本次课程设计是要求做一个能够产生方波-三角波-正弦波的函数发生器。
众所周知，制作函数发生器的电路有很多种。
本次设计采用的电路是基于运放和晶体三极管的试验电路。
由理论分析知，电压比较器可以产生方波,积分电路可以产生三角波,三角波再经过差动放大器可以产生正弦波。
向电压比较器输入三角波就可以产生方波，于是可以将积分电路的输出作为电压比较器的输入。
各种波形频率段的调整可以由外电路的改变来实现。
例如，改变电容的值。
电路的原理部分的设计，可以是先设计单元电路，然后用仿真软件模拟。
等到各个单元都设计完成后，可以将各个单元结合到一起，由仿真软件模拟是否符合制作要求。
本次试验中，就是先做方波发生电路：电压比较器，然后是积分电路，最后是差动放大电路。
关键词：信号发生器方波三角波正弦波AbstractFunction generator is usually referred to as can automatically generate sine wave, square, triangle spread sawtooth wave, the ladder wave etc of the voltage waveform circuit or device. Differ according to utility, have produced three or more wave function generator, the device used can be divided equipments (such as low frequency signal function generator S101 all adopt the transistor), also can use integrated circuits (such as monolithic function generator module 8038). For further grasp the basic theory and experiment circuit debug technology, this subject adopts by integrated operational amplifier and transistor differential amplifiers composed of square wave - triangle wave - sine function generator design method.The curriculum design is required to produce a Fang Bo - triangle wave - sine wave function generator. As everyone knows, making the circuit has many kinds of function generator. The design of the circuit is based on the operational amplifier and a crystal triode test circuit. By theoretical analysis, the voltage comparator can produce square wave, integral circuit can generate triangular wave, triangular wave through the differential amplifier can produce sine wave. V oltage comparator input triangle wave can produce square wave, and can be integral circuit output as a voltage comparator input. Various waveform frequency can be adjusted by the external circuit to realize the change. For example, changing the value of the capacitor. The principle of the circuit part of the design, can be the first unit circuit design, and then use the simulation software. Wait for the each unit after the completion of the design, each unit can be combined together, the simulation software is consistent with the production requirements. In this trial, is to be a square wave generating circuit: voltage comparator, and is the integral circuit, and finally the differential amplifying circuit.Key words: signal generator Square wave Triangle wave Sine wave1 方案设计选择1.1 方案一首先通过RC正弦波产生电路及选频网络产生频率可调的正弦信号，然后通过电压比较器将正弦信号转换成同频率的方波信号、通过积分器将方波信号转换成同频率的三角波。
最后，接调幅网络后即可输出幅度、频率可调的正弦、方波、三角波信号。
图1-1方案一原理框图1.2 方案二用迟滞比较器与反相积分器首尾相串联构成方波-三角波产生电路，然后，采用差分放大器，作为三角波—正弦波变换电路利用差分对管的饱和与截止特性进行变换，此电路的输出频率就是就是方波-三角波产生电路的频率，将正弦波用比较器进行比较产生方波，调节比较电位，使得方波的占空比可以改变。
1.3 结论比较以上两种种方案的优缺点，方案二简洁精确性高，抗干扰能力强，能完全达到设计要求，同时符合本次课程设计的要求，故采用第二种方案。
2 函数发生器电路设计及原理2.1函数发生器的总体原理函数发生器主要产生三种波，即正弦波、方波、三角波。
首先产生方波—三角波，再将三角波变成正弦波。
由比较器和积分器组成方波—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。
2.2原理框图函数发生器的总原理框图如图2-1所示。
图2-13 各组成部分的工作原理和电路设计3.1方波-三角波电路及工作原理如图3.1.1所示，电路能自动产生方波、三角波。
电路工作原理如下:运放1A 与1R 、2R 与3R ，1RP 组成电压比较器，1R 称为平衡电阻，1C 称为加速电容，可加速比较器的翻转。
图3-1 实际方波--三角波仿真电路由ia 132131o 1322P V RP R R RP R V RP R R R V ++++++=可得比较器的两个门限电压： CC 322th V R R R V +±=；由此可得电压比较器的传输特性，如图3.1.2所示图3-2 电压比较器的电压传输特性曲线运放2A 与4R 、2RP 、2C 及5R 组成反相积分器，其输入信号为方波1o V 时，则输出积分器的电压为⎰+=dt V C RP R 1V 1o 2242o ）（ 当CC 1o V V +=时，t C RP R V -V 224CC 2o ）（+= 当EE 1o -V V =时，t C RP R V V 224CC 2o ）（+= 可见，当积分器的输入为方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，其波形关系如图3.3所示：图3-3 方波--三角波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CC 132m 2o V RP R R V += 方波--三角波的频率为222413C R RP R 4RP R f ）（++= 由上分析可知：② 位器RP2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。
