电子设计大赛-信号发生器报告

1、信号发生器课程设计报告课题：设计制作一个信号发生器： 设计容与要求：1. 产生三种波形：方波，三角波，正弦波2. 频率围：0 100kHz3. 输出阻不大于 50 Q4. 负载50 Q时输出电压不小于 5V主要测量容：输出信号频率围，输出电阻，输出功率一、系统组成：1.1方波一三角波系统电路，由同向滞回比拟器和积分电路两局部组成图1.1方波一三角波系统电路1.2三角波一正弦波电路，由滤波电路组成图1.2正弦波系统电路、设计原理图阶段2.1.查阅资料与参考书本确定原理图如下:22原理图概况本文所设计的电路是通过集成运算放大器LM324和根本元件组合产生不同波形(方波，三角波，正弦波)：先通过同向

2、滞回比拟电路产生方波，方波又通过积分电路产生三角波，最 后滤波电路又将三角波转换成正弦波。频率变换：本电路可以通过调节电位器R1的有效阻值改变振荡周期T,频率f=1/T.三、电路具体设计方案与仿真方波一三角波转换电路图3.1所示tuFC1图3.1方波一三角波发生电路电路分析：该电路的方波发生局部由同向滞回比拟器组成，积分运算电路既作为电压比拟器的延迟环节，又作为反应网络。通过反应网络，滞回比拟器的输出电压Uo=± Uz,阈值电压土 Ur=± R1/(R1+R2)Uz .假设滞回比拟器输出电压 U01在to时刻由-Uz跃变到+Uz此时积分 电路进行反向积分，输出电压uo呈线性

3、下降，当 uo下降到滞回比拟器的阈值电压 -Ur时，即11时刻，滞回比拟器的电压由U01从+Uz跃变到-Uz，此后积分电路正向积分，u0呈线性上升。当Uo上升到滞回比拟器的阈值电压 +UT时，即卩t2时刻，U01从-Uz跃变到+U乙 即返回设定初始状态，周而复始，产生振荡。元件参数设计设计中应用到的稳压管稳压值为5V,即方波的幅值为 5.7V，三角波的输出电压为1UoUz(t2 t1) Uo(t1)R1C1可令电容C1为0.1uF , R1为1kQ的电位器 设计最终要求振荡频率需在0 100kHz的围，那么14R1R6C1T fR7可令R6=560 Q R7=24k Q满足条件。仿真数据方波信

4、号：幅值稳定在5.7V左右，波形轮廓清晰。三角波信号321三角波一正弦波转换电路如图3.2所示图3.2正弦波发生电路原理分析将三角波展开为傅里叶级数可知，它含有基波和3次5次等奇次谐波，因此通过低通滤波器去除基波，滤除高次谐波，可将三角波转换成正弦波。这种方法适用于固定频率或频率变化很小的场合。电路框图如下左图所示。输入电压和输出电压的波形如下右图所示，U0的频率等于UI基波的频率。 低通滤波电路(a)将三角波按傅里叶级数展开Ul(wt)=8/(n * n) Um(sin wt-1/9sin 3wt+1/25sin 5wt- )其中Um是三角波的幅值。元件参数设计通过仿真，为较大围调节正弦波的

5、输出电压幅值，在集成运放输出端与反相输入端之间串联10k Q的电位器，而 R3, R8均为1.2k Q .仿真数据正弦波信号四、焊接与调试4.1元件清单：元件名称型号参数数量L_L心片LM3241电位器1.5k Q110kQ1电阻560 Q151kQ124k Q11.2k Q2电容1uF15uF1稳压管5V2附LM324芯片管脚图：14 13 12 1110904.2先在万用板上按照总电路图布局，然后进行焊接，注意到因为实验所用的三块集成运放均在一块芯片上，所以元器件之间排布可能会比拟密集，一定要事先有大致的规划，以免器件之间交叉或错位。焊接完成后，再次仔细检查电路，确保没有错误后，接上电源，

6、查看输 出波形并调节频率。五、课题总结与心得通过这次课程设计， 重新复习了模电，深入了解了集成运放方面的知识，甚至把原来不懂的地方搞懂了，此外还学会了如何设计电路，熟练了电路焊接方法以与掌握调试方法与测试参数，同时还提高了我们的动手能力和测试技术能力。在设计过程中难免遇到一些困难，比方万用板上的铜片掉了， 我们必须借用一根铜线引渡到其他地方焊接；因为一个芯片四周要布满电阻和电容，有好几个引脚要接地， 我们就用导线跳接到每个端口； 有时有的元件的参数稍有偏差，导致许多参数达不到要求，我们必须 根据仿真效果重新确定元件适宜参数。一个偌大的工程却要保证每一步的工作都要近乎完 美，因为你完全不知道最后的结果与理论的差距会在哪里产生，我们必须把误差降到最低， 以保证后续工作顺利进行，节省改错时间。经过一个半星期的努力终于顺利完成这次课程设计，虽然最终测试的结果与仿真结果有出入，虽然一个信号发生器做了两次才完成，但经过这次课程设计我们团队收获了不少，不仅加深了对课本知识的理解，还培养了同学之间的合作能力。成功的关键是在调试时应仔细观察假设出现问题必须耐心查找原因。比方在测试第一个信号发生器时，没有波形输出，双向稳压管两端电压一直保持在 +