正弦波函数发生器.doc

编号： 课程设计说明书题 目： 正弦波函数发生器 院 （系）： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2013 年 7 月 5 日1目录绪论 …………………………………………………………………………………关键字…………………………………………………………………………………一、设计任务…………………………………………………………………………二、设计母的………………………………………………………………………三、电路设计方案设计与论证……………………………………………………1、方案一：采用集成运放电路设计方案产生要求的波形…………………………2、方案二：采用集成运放电路设计方案产生要求的波形…………………………3 方案比较与选择…………………………………………………………………四、仿真与调试……………………………………………………………………1、仿真电路………………………………………………………………………2、仿真结果………………………………………………………………………五、电路图设计……………………………………………………………………六、器件介绍………………………………………………………………………七、电路的安装与调试……………………………………………………………1、画原理图和 PCB………………………………………………………………2、器件安装………………………………………………………………………3、整机调试……………………………………………………………………八、测试结果………………………………………………………………………九、实验总结………………………………………………………………………附录………………………………………………………………………………2绪论函数信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。

按信号波形可分为正弦信号、函（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波） 、正弦波的电路被称为函数信号发生器信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的可以完全由硬件电路搭接而成，如采用 555 振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一，不用依靠单片机但是这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的 RC 很大；大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证；体积大，漏电，损耗显著更是其致命的弱点一旦工作需求功能有增加，则电路复杂程度会大大增加信 号 发 生 器 用 来 产 生 频 率 为 20Hz～ 200kHz 的 正 弦 信 号 （ 低 频 ） 除 具有 电 压 输 出 外 ， 有 的 还 有 功 率 输 出 所 以 用 途 十 分 广 泛 ， 可 用 于 测 试 或 检 修各 种 电 子 仪 器 设 备 中 的 低 频 放 大 器 的 频 率 特 性 、 增 益 、 通 频 带 ， 也 可 用 作 高频 信 号 发 生 器 的 外 调 制 信 号 源 。

另 外 ， 在 校 准 电 子 电 压 表 时 ， 它 可 提 供 交 流信 号 电 压 低 频 信 号 发 生 器 的 原 理 ： 系 统 包 括 主 振 级 、 主 振 输 出 调 节 电 位 器 、电 压 放 大 器 、 输 出 衰 减 器 、 功 率 放 大 器 、 阻 抗 变 换 器 （ 输 出 变 压 器 ） 和 指 示电 压 表 关键字：正弦波函数发生器、集成运放、RC 振荡电路、Multisim 软件3一、设计任务：1、频率范围：100HZ—10KHZ；2、输出电压 V >1V；3、波形特点：非线性失真 < 5%二、设计目的：1、掌握函数信号发生器工作原理以及设计过程2、熟悉集成运放的使用，掌握 UA741 的结构、功能特性以及使用方法3、熟悉 Multisim 软件三、电路设计方案设计与论证：函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，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） ，也可以采用集成电路（如单片机函数发生器模块 8038、集成运放管 ua741） 。

为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用集成运算放大器 UA741 正弦波函数发生器的设计方法1、方案一：采用集成运放电路设计方案产生要求的波形图 2 所示为双向稳压管稳幅文氏桥式振荡器主要是应用集成运放UA741，通过双向稳压管稳幅文氏桥式振荡器产生正弦波，在振荡幅度较小时，稳压管支路开路，闭环增益较大，决定于 R3、R4、R5当振荡幅度达到稳压管击穿电压时，2DW7B 击穿，负反馈加深，使闭环增益下降而稳定输出幅度R6与 2DW7B 串联，在 2DW7B 击穿时，可避免闭环增益值变化太厉害而造成波形失真当 R1、R2 取 1.5K，C1、C2 取 107200pF 时，振荡器可获得失真度小于 0.5%的1KHZ 正弦信号，电路较简单，调试方便，是一个优秀的可实现的方案42、方案二：采用集成运放电路设计方案产生要求的波形图 3 所示为双二极管稳幅文氏桥式振荡器起振时及振荡振荡幅度较小时，R1 上压降不足于使 D1、D2 导通，闭环增益较大；当振荡幅度增至某一值时，两二极管分别在输出电压的正负两个半周轮流导通，而且由于二极管正向导通的非线性，正向电压越大，正向电阻越小，使振荡器的负反馈深度加深，闭环增益相对下降，使输出电压幅度稳定在某一值。

3 方案比较与选择uA741 是美国仙童公司较为早期的产品,由于其性能完善,如差模电压范围和共模电压范围宽,增益高,不需外加补偿,功耗低,负载能力强,有输出保护等,因此具有较广泛的应用uA741 这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作，可以方便的输出精度较高的正弦波.本课题选用方案二.5四、仿真与调试用 Multisim 软件进行仿真1、仿真电路：2、仿真结果：五、电路图设计6六、器件介绍：七、电路的安装与调试1、画原理图和 PCB（1） 、按照电路要求画好电路图和 PCB 图，并打印出来2） 、制作 PCB 板2、器件安装：（1） 、把 UA741 集成块插入 DIP-8 插座7（2） 、分别把各电阻,电容，二极管等元件焊接到适当位置，尤其注意电位器的焊接3） 、按图焊接电路，注意直流源的正负及接地端4） 、完成后用万用表测一下电路看看是否短路3、整机调试（1） 、接入电源后，用示波器进行观察2） 、调节 R5、R6 使电路起振3） 、电路起振后，调节 R5、R6，使正弦波的幅值、频率满足指标要求4） 、观察示波器，各指标达到要求八、测试结果297HZ：8554HZ：859HZ：91.559KHZ：5.485KHZ：1014.436KHZ：九、实验总结本课题根据设计中要实现的功能，经过自己认真地分析、实践，确立方案，书写文档，设计出电路，在设计过程中翻阅了大量资料，通过对所得的各种资料的综合分析，提炼出自己需要的信息，从而提高自己的分析能力；通过对主要技术指标的分析，认真体会了设计时的各项技术政策；通过对设计时出现的各种问题的分析与解决，锻炼了独立分析，进行工程设计的能力；通过对电路设计中的某些问题的较为深入的探索，培养了自己的科研工作能力；通过设计论文的书写，进一步锻炼了绘图技巧，文字表达能力和对工作的认真态度。

当然，在设计中遇到了一些实际困难，通过本人和同学多次查找参考资料，以及指导老师的悉心讲解，终于豁然开朗；通过这次设计不仅巩固了本专业的知识，加深了对课本知识的理解，为本人在这一学期所学专业知识做了一个系统的把握十、参考文献[1]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社[2]孙梅生，李美莺，徐振英. 电子技术基础课程设计[M]. 北京：高等教育出版社[3]梁宗善. 电子技术基础课程设计[M]. 武汉：华中理工大学出版社[4]张玉璞，李庆常. 电子技术课程设计[M]. 北京：北京理工大学出版社[5]薛鹏骞，梁秀荣. 电子设计自动化技术实用教程[M]. 北京：中国矿业大学11出版社。