模拟电子技术设计报告enhg.docx

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1、模拟电子子技术课课程设计计报告课程名称称： 模拟电电子技术术 设计题目目： 函数信信号发生生器 学生姓名名：陈天天行专业： 电电子信息息工程 班级学号号： 099202222221指导教师师： 郭郭彩萍 设计日期期：20111 年年 66 月 227 日日 至至20111 年年 77月 1 日设计成绩绩总评：函数信号号发生器器目 录一、设计计的任务务和要求求. . .二、设计计的方案案选择与与论证.1原理框框图.2方案的的论证与与比较. . . .三、单电电路设计计与参数数计算.1方波发发生电路路的工作作原理.2电路的的参数选选择及计计算.四、总电电路图及及元器件件清单. 1 总总电路图图.2

2、 元器器件及仪仪器表单单.五、系统统安装与与调试.1方波-三角波波发生电电路的安安装与调调试. . . .2三角波波-正弦弦波转换换电路的的安装与与调试. . . . . . 3总电电路的安安装与调调试.六、性能能测试与与分析. 1 参参数测量量. 2 改改进意见见.七、心得得体会.八、参考考文献.一、 设计任务务与要求求1. 掌握常用用元器件件的识别别和测试试，熟悉悉常用仪仪表，了了解电路路调试的的基本方方法。2. 信号频率率 1HHZ1000KHZZ；3. 输出信号号幅度范范围120VV。4. 进一步掌掌握模拟拟电子技技术的理理论知识识，培养养工程设设计能力力和综合合分析问问题、解解决问题

3、题的能力力。5. 基本掌握握常用电电子电路路的一般般设计方方法，提提高电子子电路的的设计和和实验能能力。6. 学会运用用Mulltissim110仿真真软件对对所作出出的理论论设计进进行仿真真测试，并并能进一一步完善善设计二、方案案设计与与论证函数发生生器一般般是指能能自动产产生正弦弦波、三三角波及及锯齿波波、阶梯梯波等电电压波形形的电路路或仪器器。根据据用途的的不同，有有产生三三种或多多种波形形的函数数发生器器，使用用的器件件可以使使分立器器件（如如低频信信号函数数发生器器S1001）。也也可以采采用集成成电路（如如单片函函数发生生器模块块80338）。本本课程设设计采用用集成运运算放大大器

4、与晶晶体管差差分放大大器共同同组成的的方波三角角波正弦波波函数发发生器的的设计方方法。如下图，由由比较器器和积分分器组成成方波三角角波产生生电路，比比较器输输出的方方波经积积分器得得到三角角波，三三角波到到正弦波波的变换换电路主主要由差差分放大大器来完完成。差差分放大大器具有有工作点点稳定，输输出阻抗抗高，抗抗干扰能能力较强强等优点点。特别别是作为为直流放放大器时时，可以以有效地地抑制零零点漂移移，因此此可将频频率很低低的三角角波变换换成正弦弦波。波波形变换换的原理理是利用用差分放放大器传传输特性性曲线的的非线性性。过零比较器文氏桥振荡电路积分电路首先产生生正弦波波，再由由过零比比较器产产生方

5、波波，最后后由积分分电路产产生三角角波。正正弦波通通过RCC串并联联振荡电电路（文文氏桥振振荡电路路）产生生，利用用集成运运放工作作在非线线性区的的特点，由由最简单单的过零零比较器器将正弦弦波转换换为方波波，然后后将方波波经过积积分运算算变换成成三角波波。RC串并并联网络络的频率率特性可可以表示示为令则上式式可简化化为，以以上频率率特性可可分别用用幅频特特性和相相频特性性的表达达式表示示如下：| |， 根据上上式可以以分别画画出RCC串并联联网络的的幅频特特性和相相频特性性：根据RCC串并联联网络的的选频特特性及上上述平衡衡条件容容易得到到RC正弦弦波振荡荡电路的的振荡频频率为：；振荡的幅幅度

6、平衡衡条件| |是表示示振荡电电路已达达到稳幅幅振荡时时的情况况。若要要振荡电电路能够够自行起起振，开开始时必必须满足足的幅度度条件。已知当时时，由由此可求求得振荡荡电路的的起振条条件为：同相比例例运算电电路输出出电压与与输入电电压之间间的比例例系数为为： （即 RF=2R）1、正弦弦波振荡荡电路根据起振振条件| AFF| 1 ,选频频网络的的反馈系系数 FFmaxx =11/ 33 ,只只要负反反馈放大大器的放放大倍数数 A 大于 3 ,即 RRW(接接入电阻阻)与 R4的的和略大大于 RR3 的的两倍,就可产产生正弦弦波振荡荡,2、矩形形波电路路电路由反反相输入入的滞回回 比较器器和RCC

7、电路组组成。RRC回路路既作为为延迟环环节，又又作为反反馈网络络，通过过RC充充、放电电实现输输出状态态的自动动转换。设设某一时时刻输出出电压UUo=+Uz,则同相相输入端端电位UUp=+Ut。Uo通过Rf对电容C正向充电。反相输入端电位Un随时间t的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-Ut。随后，Uo又通过Rf对电容C反向充电，Un随时间逐渐增长而减低，当t趋于无穷大时，Un趋于-Uz；但是，一旦Un=-Ut,再减小，Uo就从-Uz跃变为+Uz，Up从-Ut跃变为+Ut，电容又开始正相充电。上

8、述过程周而复始，电路产生了自激振荡。3、三角角波电路路三角波的的产生是是由积分分电路实实现的，积积分电路路将方波波转换成成三角波波。积分分电路的的原理图图如下：由于集成成运放的的反相输输入端“虚地”，故；又又由于“虚断”，运放放反相输输入端的的电流为为零，则则，故,由以上上几个表表达式可可得积分分电路输输入电压压和输出出电压的的关系为为：由于输入入的是方方波，所所以的值值为两个个状态，当当0时，输输出波形形以的斜斜率上升升，当uuI 1 ,选频频网络的的反馈系系数 FFmaxx =11/ 33 ,只只要负反反馈放大大器的放放大倍数数 A 大于 3 ,即 RRW(接接入电阻阻)与 R4的的和略大

9、大于 RR3 的的两倍,就可产产生正弦弦波振荡荡。2、正弦弦矩形波波三角波波产生电电路：3.三角角波电路路原理图：输出波形形频率为为： 四、总电电路图及及元器件件清单 总电路路图 图4.11 方波波-三角角波-正正弦波函函数发生生器实验验电路总电路中中，R55用来使使电路起起振；RR1和RR7用来来调节振振荡的频频率，RR6、RR9、RR8分别别用来调调节正弦弦波、方方波、三三角波的的幅值。左左边第一一个运放放与RCC串并联联电路产产生正弦弦波，中中间部分分为过零零比较器器，用来来输出方方波，最最好一个个运放与与电容组组成积分分电路，用用来输出出三角波波。先通过比比较器产产生方波波，再通通过积

10、分分器产生生三角波波，最后后通过差差分放大大器形成成正弦波波。4.2 元器件件及仪器器表清单单直流稳压压电源1台三极管9901334只面包板1块双踪示波波器1台剪刀1把仪器探头头线2根电源线4根万用表1只运放74412片电位器447K2只电位器11001只电位器1100KK1只电容4770F 3只电容100F 1只电容1F 1只电容0.1F 2只电容0.01F 1只电阻200K3只电阻100K3只电阻6.8K2只电阻5.1K1只电阻2KK2只电阻1.05KK1只电阻10001只五、系统统安装与与调试1.安装装调试步步骤：（1）.方波-三角波波发生电电路的安安装与调调试1）.把把两块7741集集

11、成块插插入面包包板，注注意布局局；2）.分分别把各各电阻放放入适当当位置，尤尤其注意意电位器器的接法法；3）.按按图接线线，注意意直流源源的正负负及接地地；4）.接接入电源源后，用用示波器器进行双双踪观察察；5）.调调节RPP1，使使三角波波的幅值值满足指指标要求求；6）.调调节RPP2，微微调波形形的频率率；7）.观观察示波波器，并并记录。（2）三角波波-正弦弦波转换换电路的的安装与与调试1）.按按图连接接电路图图；2）.接接入直流流源，使使C4接地地，测量量差分放放大电路路的静态态工作点点；3).测测试V11、V22、V33、V44的电容容值，使使其满足足实验要要求；4）.在在C4接接入信

12、号号源，利利用示波波器观察察，逐渐渐增大输输入电压压，当输输出波形形刚好不不失真时时记录电电压。（3） 总电电路的安安装与调调试把两部分分连接好好，进行行整体测测试，观观察；电路用到到的元件件：7441集成成运放、稳稳压管、电电位器、电电容、三三 极极管、电电阻、若若干导线线2.焊接接总电路路图：a) 集成运放放12345678调零端反相输入端同相输入端调零端输出端空7411脚图：2万用用表检查查记录表表+-GNDU1U2R1 R277004400235.5kk9.9kk3、610.33k365.011k621.488k差动放大大器VC1VC2Ve1Ve28.2998.177-0.556-0.

13、556Ui3正正弦信号号1k/0.55VPPP UUo3=8.11(VPPP)六、性能能测试与与分析6.1参参数测量量 11、方波波-三角角波发生生电路仿真波形形：测量结果果2、三角角波-正正弦波转转换电路路1.仿真真2.测量量结果3.结果果分析：6.2改改进意见见方波三角波波发生电电路的实实验结果果将C6替替换为由由两个11uF串串联或直直接拿掉掉，C1=00.1uuF U=554mvv Uoo=2.7v11vC1=00.011uF U=54mmv Uoo=2.8v11vXc=11/W*C，当当输入波波形为高高频时，若若电容CC6较大大，则XXc很小小，高频频信号完完全被吞吞并，无无法显示示

14、出来。七、结论论与心得得对于这次次模电实实验报告告，说实实话，有有点没信信心。没没信心去去做好它它，但经经过了和和同学讨讨论与不不懈努力力，还是是完成了了。经过过这次设设计我明明白了团团队的力力量，还还有对自自己已掌掌握的知知识灵活活的运用用是多么么困难的的一件事事。这次课程程设计也也增加了了我对学学习模电电的兴趣趣，以前前只听老老师讲，不不知道它它有什么么用，现现在知道道了，它它是“高科技技”的基础础,在下下一个学学期里，我我将更努努力的学学心它为为自已未未来的事事业打好好基础。在这次设设计中，我我们遇见见了许多多问题。尤尤其是刚刚开始我我们想把把它实现现出来，但但最后还还是把它它仿真了了

15、。虽虽然如此此，但这这次的设设计仍然然让我进进步了好好多，学学到了好好多，成成熟了好好多。最后，对对于这次次设计，对对于一些些元器件件我更加加的了解解了，对对于一些些知识的的运用更更加得心心应手。以以后我相相信我会会更加有有信心，有有信心面面对一切切挑战。相相信自己己，信心心未来。模电是我我们专业业最重要要的基础础课之一一，学好好这门课课对我们们的用处处会是重重大而且且深远的的。回顾顾这次模模拟电子子电路实实验课程程设计的的过程，总总的来说说收获还还是很多多的。最最直接的的收获是是提高了了我对理理论的认认识和应应用能力力与实验验中的基基本操作作能力，对对各种常常见仪器器有了进进一步的的了解，并并掌握了了基本的的操作，而而且还培培养了自自己对模模拟电子子电路课课程设计计的兴趣趣更让我我明白了了严谨细细致对于于学好电电子专业业是多么么重要。八、参考考文献郭永贞编编著 电子技技术实验验与课程程设计指指导（模模拟电路路分册），东南大学出版社，2004年。耿苏燕等等编著音音响放大大器的安安装、设设计与调调测，讲义义，20006年。毕满清编编著电子技技术实验验与课程程设计（第版），机械工工业出版版社，220055年。