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课程设计开题报告函数信号发生器的设计（方案与论证） 学院：信息工程学院 专业：电子信息科学与技术 班级：12电科1 姓名：邹梦斐 指导老师：钱 勤 一 设计任务与要求设计并制作一个能产生三角波、正弦波、方波信号的函数发生器，具体要求如下：1. 信号频率范围1Hz100KHz；2. 正弦波输出3Vp-p，幅值可调；3. 方波输出10Vp-p，幅值可调；4. 三角波输出5Vp-p，幅值可调；5. 频率范围，通过改变时间常数RC实现。二 方案的选择 方案一：利用两个双运放TL082芯片,见下图，U1为滞回比较器，产生方波，经U2积分电路转换为三角波，再经二极管折线逼近（近似）电路转换为正弦波。该设计方案需要成本少，能够达到设计要求，但由于分立元件稳定性不好，且电路调试困难；方案二：采用ICL8038多路波形输出专用芯片，见下图，电容C1C4可切换频段（分4挡）， W1为某个频段内频率调节，2脚和3脚可产生正弦波和三角波，到达幅度放大和控制电路实现幅度输出分档和连续调节。方波产生电路由比较器构成，直流电压和ICL8038输出的三角波（3脚）比较，得到占空比可调的方波。该设计方案稳定性好，电路连接简单，波形失真度小。价格稍微比方案一贵，但相比于电路的效果，方案二合适。综上，我选择方案二。三 方案的论证3.1  对ICL8038认识： 1)  电源的电压范围宽，采用单电源供电时，V+GND的电压范围是+1030V；采用双电源是，V+V-的电压可在正负5正负15V范围内选取，电源电流约为15mA；2) 振荡频率范围宽，频率稳定性好。频率范围是0.001Hz300kHz；3) 输出波形的失真小。正弦失真度5%，三角的失真度为0.1%。；4)  矩形波占空比调节范围很宽（1%99%），可获得窄脉冲、方波、宽脉冲输出；5) 输出特性。正弦波；幅度约为V+/5，输出抗阻是1K。矩形波（含方波）；集电极开路输出，幅度接近于V+，三角波（含锯齿波）；幅度为V+/3,输出阻抗为200.调频输入；范围是10kHz，线性度为0.5%；6) 外围电路简单。通过调节外部阻容元件值，可改变振荡频率；7）其芯片引脚图如下：3.2 相关元件参数的计算公式 图11.所有信号波形对称都可由外部时间电阻器来调整 。RA控制三角波，正弦波的上升的部份和矩形波的1 个状态。三角信号波形的大小被设置在1/3 电源电压; 因此三角的上升的部份是,三角波和正弦波下降部分和0 矩形波的状态是:当RA = RB.时占空比为50%如果占空比仅在50%小范围变化， 1k的电位器不能允许占空比达到50% 在所有仪器中。如果占空比达到50% , 电位器是用2k还是5k 。有两个独立的定时电阻器的频率为: 2.选择RA，RB和C。对任何特定的输出频率,有广泛的RC组合工作, 然而, 为了最佳性能某些制约因素限制了充电电流大小. 在低端, 电流小于1a都是不可取的,因为在高温时电路的泄漏将产生重大误差. 高电流( I 5ma ) ,晶体管betas和饱和电压将有会使误差越来越大,因此. 最佳性能是充电电流的10a-1mA时获得的 . 如果管脚 7和8是短路的，充电电流的大小由RA确定,可以计算出: 相似的演算举为例 ,电容器数值应该被选择在取值最大的可能的范围内。图23.正弦波输出有比较高的输出阻抗( 1k ) . 可以使用单运放LM741来提供缓冲,增益和调幅.如下图：图3附：在条件的允许下可以加上可调稳压电源模块给信号发生器提供电源附录：三端可调稳压电源模块220V交流电通过变压器变压降低为带中心头的15+15V（U1），经过全桥整流和电容滤波，转换成直流电压U2（不稳定的），经过LM317和LM337可调稳压器，转换成双路可调直流电压（U+和U-），下图是基本原理框图。 图1 直流稳压电源框图图2 直流稳压电源电路图