模拟电子技术课程设计报告书
课题名称
多种波形信号发生器 姓 名 学 号 院、系、部 专 业 指导教师
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※※ 200X 级模拟电子技术 课程设计
年月日
多种波形信号发生器
摘要
正弦波和非正弦波发生电路常作为信号源被广泛地应用于无线电通信以及自动测量和自动控制等系统中。通常把既能产生正弦波又能产生三角波、方波、锯齿波等非正弦输出信号的电路叫作函数信号发生器。在电子技术应用领域，要求信号源的温度、频率的稳定性都比较高。通过本实验可以加强对理论知识的应用和对实践动手能力的锻炼提高。
一、设计目的
了解并掌握电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力。
二、设计要求
1、设计一台能产生正弦波、三角波、方波的信号产生电路；
2、正弦波信号幅度最大为±10V；
3、方波信号幅度为±10V；
4、三角波信号峰值为20V；
5、各种信号输出信号幅度均连续可调；
6、输出信号频率可调范围为0.02Hz~10kHz，并连续可调；
7、设计电路所需要的电源。
三、设计方案及原理框图
1）方案：
1.将220V的交流电经过单相桥式整流电路变换为直流电。完成这一任
务主要靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。
2. 用正弦波振荡器产生正弦波输出，其中的选频网络可以调整输出波
形的频率。
3. 用施密特触发器使正弦波信号通过变换电路得方波输出。
4. 用积分电路将方波变换成三角波输出。
从而得到能发出三种波形的波形发生器。
2）原理框图
多种波形发生器原理框图如图1所示。
文氏桥振荡器(RC串—并联正弦波振荡器)产生正弦波输出，其主要特点是采用RC串—并联网络作为选频和反馈网络，其振荡频率f0=l/(2πRC)，改变RC的数值，可得到不同频率的正弦波信号输出。为了使输出电压稳定，须采用稳幅措施。用集成运放构成电压比较器，将正弦波信号变换成
方波信号输出。用运放构成积分电路，将方波信号变换成三角波或锯齿波信号输出。
图1 多种波形发生器原理框图
整个电路主要是由4大部分组成，即文氏电桥振荡器，方波形成电路，三角波形成电路以及交流电变直流电源部分。
四、单元电路设计及主要元器件参数计算
通过上网查阅资料，我了解到了 RC正弦波振荡电路有两部分组成，其中一部分为放大电路，另一部分为选频网络以达到输出的各种波形工作频率范围0.02 Hz—20 kHz连续可调的目的。
其原理图如下所示：
图中，左边框中的内容为选频网络，右边框中的内容为放大电路。文氏桥正弦波发生器是由集成运放和文氏桥反馈电路组成的。图中，C1,R3和C2,R4是文氏桥的两臂，构0000馈电路；电阻R1和R2构成负反馈电路；振荡条件由两个反馈电路的参数决定。文氏桥正弦波发生器用来产生低频正弦信号。为便于起振，
要适当削弱负反馈，即R1比理论值略大些或R2比理论值略小些。
1）将交流电经过单相桥式整流电路变换为直流电部分
单相桥式整流电路原理图如下：其利用了二极管的单向导电性将交流电变为直流电，并经过电容的滤波，使其变得平稳。
Multisim仿真图：
将220v交流电转为直流电源：
2）用施密特触发器使正弦波信号通过变换电路得方波输出部分如图，为使用555电路设计的施密特触发器用来输出方波。
Multisim仿真图：
输出的方波波形：
使用积分电路将方波转换为三角波部分。其原理图如下：
Multisim仿真图：
输出三角波波形：
五、电路图总电路图如下：
如图所示,正弦波幅值在误差允许的范围内，失真度小于1.5％
输出方波与正弦波：
输出三角波波形：
六、调试及故障分析
1）在如上图所示的文氏电桥振荡器电路中，频率不能达到连续可调。 根据式：RC f *21∏=。于是我想到用可变电阻代替原来的定值电阻，通过改变电阻的阻值，使频率能在一定范围内连续可变。
2）由于起初的输出不稳定，我想到了使用二极管单向导电和钳位的特性，从而达到了稳定输出的目的。
七、设计总结：
通过这次课程设计，我掌握了常用元件的识别和测试；熟悉了常用的仪器仪表；了解了电路的连接方法；以及如何提高电路的性能等等。
这次设计使我对抽象的理论有了具体的认识，我掌握了常用元件的识别和测试；熟悉了常用的仪器仪表：了解了电路的连接，焊接方法；以及如何提高电路的性能等等。随着模拟电子技术的不断发展,其含义已经不止局限在当初的理论概念上，而当今的模拟电子技术更多的是单片机的应用，我们下学期会学。模电作为电子、信息类专业的学科基础课，是一门重要的实践课程，具有很强的实践性。当今，现代电子技术飞速发展，电子系统设计方法、手段日新月异，众所周知，电子系统数字化已经成为电子技术和电子设计发展的必然趋势。
我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。题的能力。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件印象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这次的设计对我们的作用是非常大的。
八、参考文献：
[1] 童诗白《模拟电子技术基础》（2）
[2] 康华光《电子技术基础》模拟部分（3）
[3] 杨素行主编《模拟电子技术基础简明教程》（第三版）
