信号发生器设计报告(DOC)

1、信号发生器设计报告(doc)序号（学号）：1223000101吉林建筑大学城建学院课程设计报告信号发生器的设计姓名宋丽萍系电气信息工程系专业电子信息工程班级电子12-1指导教师雷艳敏(副教授)2013 年12 月27 日 目录 摘要 (1)abstract (3)第1章前言 (4)1.1绪论 (4)1.2 设计目的 (4)第2章信号发生器的设计原理 (5)2.1原理框图 (5)2.2信号发生器的原理图 (5)2.2.1矩形波发生电路及工作原理 (5)2.2.2正弦波发生电路及工作原理 (6)3.2.3三角波发生电路及工作原理 (7)第3章仿真电路分析 (9)3.1 矩形波波形 (10)3.2

2、三角波波形 (11)3.3 正弦波波形 (12)总结 (15)参考文献 (16)致谢 (17)附录1整机原理图 (18) 摘要 信号发生器广泛应用于电子工程、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。采用集成运放和分立元件相结合的方式，利用迟滞比较器电路产生方波信号，以及充分利用差分电路进行电路转换，从而设计出一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易信号发生器。通过对电路分析，确定了元器件的参数，并利用仿真软件仿真电路的理想输出结果，克服了设计低频信号发生器电路方面存在的技术难题，使得设计的低频信号发生器结构简单，实现方便。本设计是信号发生器的设计，主要由比较器、积分器构成

3、，它能产生频率范围为1khz10khz内的方波、三角波、正弦波。关键词 : 方波；正弦波；三角波；信号发生器 abstract signal generator is widely used in electronics engineering, communication engineering, automatic control, remote control, measuring instrument, instrument and computer technology. using integrated op-amp and the way of the combination o

4、f discrete component, using hysteresis comparator circuit to produce square wave signal, and make full use of the differential circuit to convert the circuit, so as to design a can transform a simple triangle wave, sine wave and square wave signal generator. based on circuit analysis, to determine t

5、he parameters of the components, and by using simulation software simulation circuit of the ideal output, overcomes the low frequency signal generator circuit design of technical problems, makes the design of the low frequency signal generator has simple structure, easy to implement.this design is t

6、he design of the signal generator, mainly by the comparator, integrator, differential amplifier, it can produce within the frequency range of 1 khz 10 khz square wave, triangle wave, sine wave.key words: square wave; sine wave; triangle wave. signal generator 第1章前言 1.1绪论凡是产生测试信号的仪器，统称为信号源，也称为信号发生器，它

7、用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。信号源可以根据输出波形的不同，划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。正弦信号是使用最广泛的测试信号。这是因为产生正弦信号的方法比较简单，而且用正弦信号测量比较方便。正弦信号源又可以根据工作频率范围的不同划分为若干种。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（如低频信号函数发生器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ilc8038）。本设计主要由集成运算放大器与晶体管差分放大器组成的方波三角波正弦波函数发生器的设计方法。

8、1.2 设计目的（1）掌握常用元器件的识别，测试和使用方法。（2）学会运用muiltisim仿真软件对所做出的理论设计进行仿真测试1.3 设计意义多功能信号发生器是现代测试领域内最为广泛的通用仪器之一，在研制测试,生产和维修各种电子原件，部件以及整机设备时，都需要有信号源由它产生不同频率不同波形的电压，电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察，测量被测仪器的输出反应，以分析确定他们的性能参数，信号发生器是电子测量领域中最基本，应用最广泛的一类的电子仪器。它可以产生多种波形信号，广泛用于通讯，雷达，导航，领航等领域。 第2章信号发生器的设计原理 2.1原理框图2.2信号发生器的原理图2.2

9、.1矩形波发生电路及工作原理如下图所示，在接通电源的瞬间，设输出电压偏向于正饱和值，即vo=+vz时，加到比较器同相端的电压为+fvz，而加于反相端的电压，由于电容器 c上的电压 vc不能突变，只能由输出电压vc 通过电阻rf 按指数规律向 c充电来建立，充电电流为i+ 。显然，当加到反相端的电压 vc略正于 +fvz时，输出电压便立即从正饱和值 (+vz)迅速翻转到负饱和值(-vz) ，又通过 rf对c 进行反向充电，充电电流为i- 。直到vc 略负于-fvz 值时，输出状态在翻转回来。如此循环不已，形成一系列的矩形波输出。矩形波发生电路原理图： 图2-1 矩形波发生电路2.2.2正弦波发生

10、电路及工作原理图示为rc 桥式正弦波振荡器。其中rc 串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，r 3、r 4、r 5及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器r w ，可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管d 1、d 2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。d 1、d 2采用硅管（温度稳定性好），且要求特性匹配，才能保证输出波形正、负半周对称。r 3的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。电路的振荡频率 ：2rc1f o（式2.2.1） 起振的幅值条件： 调整反馈电阻r 5，使电路起振，且波形失真最小。如不能起振，则说明负反馈太强，应适当加大

11、r f 。如波形失真严重，则应适当减小r f 。改变选频网络的参数c 或 r ，即可调节振荡频率。矩形波发生电路：起振的幅值条件为：r fr 1+r w=3 (式2.2.2) 图2-2正弦波发生电路3.2.3三角波发生电路及工作原理：图2-3中集成运放a1组成滞回比较器，a2组成积分电路。滞回比较器输出的矩形波加在积分电路的反向输入端，而积分电路输出的三角波又接到滞回比较器的同相输入端，控制滞回比较器输出的状态发生跳变，从而在a2的输出端得到周期性三角波。 图2-3三角波发生电路2.2.4锯齿波发生电路及工作原理： 图2-4 锯齿波发生电路 第3章仿真电路分析 本设计采用的是软件mulitisim10.0来进行的仿真，mulitisim 的前身为ewb （electronics workbench）软件。它以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用等突出优点，早在20世纪90年代初就在我国得到迅速推广，并作为电子类专业课程教学和实验的一种辅助手段。世纪初，21 ewb 5.0更新换代推出ewb6.0，并更名为mulitisim 2001；2003年升级为mulitisim7.0；2005年发布mulitisim8.0时其功能已十分强大，能胜任电路分析、模拟电路、数字电路、高频电路、rf电路、电力电子及自动控制原理等个方面的虚拟仿真，并提供多达18