模拟电子技术课程设计说明书9780711469enhd.docx

模拟电子子技术课课程设计计说明书书题 目系 、 部：学生姓名名：指导教师师：职称称专 业：班 级：完成时间间：摘要函数信号号发生器器是一种种能够产产生多种种波形，如如方波、三三角波、正正弦波的的电路。函函数信号号发生器器在电路路实验和和设备检检测中具具有十分分广泛的的用途。通通过对函函数波形形发生器器的原理理以及构构成分析析，可设设计一个个能变换换出方波波、三角角波、正正弦波、方方波的函函数波形形发生器器。本课课题采用用集成芯芯片ICCL80038制制作方波波三角角波正正弦波函函数发生生器的设设计方法法，经过过prooteuus仿真真得出了了方波、三三角波、正正弦波、方方波三角波波转换及及三角波波正弦波波转换的的波形图图。 关关键词：函数信信号发生生器；ICLL80338；仿真摘要1设计的的目的及及任务11.1 课程设设计任务务11.2 课程设设计目的的11.3课课程设计计要求12总体方方案设计计23电路设设计过程程33.1 ICLL80338工作作原理33.2 ICLL80338 管管脚功能能图43.3 ICLL80338性能能特点53.4 ICLL80338信号号波形时时间53.5波波形减少少失真设设计63.6输输出频率率和调频频73.7稳稳压电源源电路设设计73.8函函数发生生器的总总电路图图83.9元元器件清清单9设计小结结11参考文献献12附录 1131设计的的目的及及任务1.1课课程设计计任务设计方波波三角波波正弦波波函数信信号发生生器1.2课课程设计计目的通过课程程设计，使学生生加巩固固和加深深对电子子电路基基本知识识的理解解，学会查查寻资料料、方案案设计、方案比较，以及单元电路设计计算等环节，进一步提高学生综合运用所学知识的能力，提高分析解决实际问题的能力。锻炼分析、解决电子电路问题的实际本领，通过此综合训练,为以后毕业设计打下一定的基础。1.3课课程设计计要求（1）输输出的各各种波形形工作频频率范围围0.002Hzz200KHzz连续可可调。（2）正正弦波幅幅值100V，失失真度小小于1.5%。（3）方方波幅值值10VV。（4）三三角波峰峰-峰值值20VV；各种种输出波波形幅值值均连续续可调。2总体方方案设计计波形产生生电路通通常可采采用多种种不同电电路形式式和元器器件获得得所要求求的波形形信号输输出。波波形产生生的关键键部分是是振荡器器，而设设计振荡荡器电路路的关键键是选择择有源器器件，确确定振荡荡器电路路的形式式以及确确定元件件参数值值等。具具体设计计可参考考以下思思路。 （1）用正弦波振荡器产生正弦波输出，正弦波信号通过变换电路得出方波输出（例如用施密特触发器），用积分电路将方波变换成三角波或锯齿波输出。（2）如如图2.1所示示利用多多谐振荡荡器产生生方波信信号输出出，用积积分电路路将方波波变换成成三角波波输出，用用折线近近似法将将三角波波变换成成正弦波波输出。图2.11函数函函数发生生器框图图 （3）用多谐振荡器产生方波输出，方波经滤波电路可得正弦波输出，方波经积分电路路可得三三角波输输出。 （4）利用单单片函数数发生器器ICLL80338、集集成振荡荡器E116488及集成成定时器器5555/5556等可可灵活地地组成各各种波形形产生电电路综合以上上的说明明以及自自己的实实际情况况，本设设计采用用第四种种利用集集成芯片片ICLL80338来产生方方波，三三角波，正正弦波。总总体框图图如图22.2所所示。图2.22总体框框图3电路设设计过程程3.1 ICLL80338工作作原理ICL880388 是单单片集成成函数信信号发生生器，其内部部框图如如图3.1 所所示。它由恒恒流源II1和I2、电压比比较器AA 和B、触发器器、缓冲冲器和三三角波变变正弦波波电路等等组成。图3.11 ICCL80038内内部原理理框图外接电容容C由两个个恒流源源充电和和放电，振振荡电容容C由外部部接入，它它是由内内部两个个恒流源源来完成成充电放放电过程程。恒流流源2的工作作状态是是由恒流流源1对电容容器C连续充充电，增增加电容容电压，从从而改变变比较器器的输入入电平，比比较器的的状态改改变，带带动触发发器翻转转来连续续控制的的。当触触发器的的状态使使恒流源源2处于关关闭状态态，电容容电压达达到比较较器1输入电电压规定定值的223倍时，比比较器11状态改改变，使使触发器器工作状状态发生生翻转，将将模拟开开关K由B点接到到A点。由由于恒流流源2的工作作电流值值为2II，是恒恒流源11的2倍，电电容器处处于放电电状态，在在单位时时间内电电容器端端电压将将线性下下降，当当电容电电压下降降到比较较器2的输入入电压规规定值的的13倍时，比比较器22状态改改变，使使触发器器又翻转转回到原原来的状状态，这这样周期期性的循循环，完完成振荡荡过程。在以上基基本电路路中很容容易获得得4种函数数信号，假假如电容容器在充充电过程程和在放放电过程程的时间间常数相相等，而而且在电电容器充充放电时时，电容容电压就就是三角角波函数数，三角角波信号号由此获获得。由由于触发发器的工工作状态态变化时时间也是是由电容容电压的的充放电电过程决决定的，所所以，触触发器的的状态翻翻转，就就能产生生方波函函数信号号，在芯芯片内部部，这两两种函数数信号经经缓冲器器功率放放大，并并从管脚脚3和管脚脚9输出。适适当选择择外部的的电阻RRA和RB和C可以满满足方波波函数等等信号在在频率、占占空比调调节的全全部范围围。因此此，对两两个恒流流源在II和2I电流流不对称称的情况况下，可可以循环环调节，从从最小到到最大，任任意选择择调整，所所以，只只要调节节电容器器充放电电时间不不相等，就就可获得得锯齿波波等函数数信号。正弦函数信号由三角波函数信号经过非线性变换而获得。利用二极管的非线性特性，可以将三角波信号的上升成下降斜率逐次逼近正弦波的斜率。3.2IICL880388管脚功功能图 ICLL80338是上上海元件件五厂生生产，而而国外生生产同类类产品IICL880388性能特特点要优优于以互互换使用用。ICCL80038引引脚排列列如图33.2所所示。图3.22 ICCL80038管管脚集成电路路ICLL80338管脚脚说明：(1)正正弦波失失真调节节端；(2)正正弦波输输出端；(3)三三角波/锯齿波波输出端端；(4)恒恒流源调调节（44脚和5脚外接接电阻，以以实现占占空比的的调节）；(5)恒恒流源调调节（外外接电阻阻端）；(6)正正电源；(7)基基准源输输出；(8)调调频控制制输入端端；(9)方方波/矩矩形波输输出端（集集电极开开路输出出）；(10)外接电电容C；(11)负电源源或接地地端；(12)正弦波波失真调调节；(13)空置端端；(14)空置端端。3.3IICL880388性能特特点ICL880388性能特特点如下下： （1）输出出各类波波形频率率漂移小小于500×100-6HHz/； （2）通过过调节外外接阻容容元件值值，很容容易改变变振荡频频率，使使工作频频率在00.0001Hzz-3000kHHz范围围内可调调节。 （3）输出出波形失失真小； （4）三角角波输出出线性度度可优于于0.11%。 （5）矩形形脉冲输输出占空空比调节节范围可可达1-99%，可获获得窄脉脉冲、方方波、宽宽脉冲输输出； （6）输出出脉冲（或或方波）电电平可从从4.22-288V； （7）外围围电路简简单（外外接元件件较少），引引出线比比较灵活活、适用用性强。 3.44 ICCL80038信信号波形形时间 所有信号号波形对对称都可可由外部时间电电阻器来来调整。如如图3.3所示示。最佳佳的结果果通过保保持时间间电阻器器RA和RB的独独立。RA控制制三角波波，正弦弦波的上上升的部部份和矩矩形波的的1个状态态。角信号号波形的的大小被设设置在11/3电电源电压压; 因因此三角角的上升升的部份份是：三角波和和正弦波波下降部部分和0 矩形形波的状状态是:当RA = RRB时占占空比为为50%，如果占空空比仅在在50%小范围围变化，连接在图3.4是稍微比较方便。1k的电位器不能允许占空比达到50%。有两个独立的定时电阻器的频率为: 图3.33外部定定时电阻阻图图3.44外部定定时电阻阻图时间和频频率都不不依赖于于电源电压压, 尽尽管所有有的电压压都不是是由内部部集成电电路调节节。这归结结于实际际电流和和门限是是直接的的，电源电电压是线性函函数，因而他他们的不不起作用用。3.5波波形减少少失真设设计 为了减小小正弦波波失真，在在管脚111和12之间间的822K电阻阻最好是是可变电电阻。这种安安排使失真少少于1%是可以以达到的的。为了减少少得更多, 二二台电位位器可能能按照图3.5所示的连接，这种典型型构造使使得正弦弦波失真真减少近近0.55%。图3.55正弦波波失真达达到最低低的连接接3.6输输出频率率和调频频对任何特特定的输输出频率率,有广广泛的RRC组合合工作,然而,为了最佳佳性能某些些制约因因素限制制了充电电电流大大小。在低端端,电流小小于1A都是是不可取取的,因因为在高高温时电电路的泄泄漏将产产生重大大误差. 高电流流( II 5mmA ) ,晶晶体管bbetaas和饱饱和电压压将有会会使误差差越来越越大,因因此，最佳性能能是充电电电流的的10A-11mA时时获得的的，如果管脚脚7和8是短路路的，充电电电流的的大小由由RA确定定,可以以计算出出: 电容器数数值应该该被选择择在取值值最大的的可能的的范围内内。频率的波波形发生生器是一一个直接接作用在在直流电电压终端端8。通过改改变电压压,频率率调制完完成。小偏差差(例如如±100% )调制信信号,调调整的信信号可能能直接是应用于管脚脚8，仅提供供直流与与解耦电电容器如如图3.6所示示，管脚脚7和8之间的的外部电电阻是没没有必要要的, 但它可可以用来来增加输输入阻抗抗约8kk(管脚7和8连在一一起)，约（R + 8kk)。为了较大大调频偏偏差或扫扫频,调调节的信号号是应用用在正电电压和管管脚8(图3.6所示示)。这样整整个电流流源的斜线由调调节信号产生生,而一个个非常大大(例如如10000:11)扫描描范围设设定( f = 0时时vswweepp =00)。然而,为了调控控电源电电压必须须非常小小心,在在这种构构造中充充电电流已不再再是作为为是一个个电源电电压(触触发器的的门限仍仍然作用用)因此，频率依依赖于电电源电压压。隐藏的的管脚88可以从V+ /(11/3 VCCC - 2V)下降。图3.66调频的连接3.7稳稳压电源源电路设设计稳压电源源电路主主要是采采用78812集成成芯片，提供12V的稳压电源，够给ICL8038芯片的工作。图3.77电源电电路3.8函函数发生生器的总总电路图图总电路图图如图3.8所示。 图3.8总电路路图通过调节节电位器器RV22的位置置，既可可调节函函数发生生器的输输出振荡荡频率的的大小可可用RVV1来调调节。调节电电位器RRV1，可可调节输输出正弦弦波信号号失真度度。图中3个电位位器RVV1，RV22，RV33采用精精密多圈圈电位器器。为了了使振荡荡信号获获得最佳佳的特性性，流过过ICLL80338集成成电路44脚和5脚的电电流不能能过大或或过小。3.9元元器件清清单根据任务务要求，我我们选择择了一些些造价低低廉但性性能稳定定性较好好的元器器件，具具体情况况如表33.1所所示。序号名称数量备注1集成芯IICL880388，L778122 各1块2可变电阻阻33开关14电阻45电容46A4双面面敷铜板板17腐蚀剂18输出端接接头39220vv-122v变压压器110发光二极极管111集成二极极管1设计小结结在本文的的设计中中使用了了ICLL80338单片片函数波波形发生生器，可可以产生生精度较较高的正正弦波、方方波、矩矩形波等等多种信信号，而而且具有有较高的的温度稳稳定性和和频率稳稳定性。特特别适用用于工控控和电子子实验室室，当输输出缓冲冲电路独独立设置置多路时时，可同同时多路路输出三三种信号号，比较较容易满满足实际际需要。课程设计计过程中中，我学学到了很很多人生生的哲理理，懂得得怎么样样去制定定计划，怎怎么样去去实现这这个计划划，并掌掌握了在在执行过过程中怎怎么样去去克服心心理上的的不良情情绪，黑黑夜过去去了，我我们收获获的是黎黎明。在在本次实实践中，给给我印象象最为深深刻的是是在元件件选择过过程中。老老天不会会让我太太过顺利利，他在在这最后后的时刻刻设置的的障碍，是是要考验验我的能能力，他他要置我我于死地地？在这这个问题题的解决决上，我我打了退退堂鼓，我我不能忍忍受长时时间的无无功而反反，时间间正在消消磨我的的意志。没没有了柳柳暗花明明的一天天，那么么我怎么么能说经经受住了了考验？我鼓起起勇气，到到处问，到到处查资资料，黄黄天不负负有心人人，在一一篇文章章上，终终于看到到了我所所特别要要求的电电路设计计，我实实现了组组合是关关键的理理论。不不得不说说这是精精神的胜胜利，是是永不言言败的精精神让我我的设计计重见天天日。参考文献献1孙孙余凯模拟电电路基础础与技能能实训教教程MM北北京：电电子工业业出版社社，20006.7； 2杨杨洋电电子电路路设计与与制作M北京：科学出版版社，220055.9；3李李万臣模拟电电子技术术基础实实验与课课程设计计M哈尔尔滨：哈哈尔滨工工程大学学出版社社，20001.1。附 录录