压控函数发生器--课程设计报告

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1、压控函数发生器课程设计报告班级：学号姓名：东华大学信息科学与技术学院摘要：该压控函数发生器课程设计，由集成运算放大器电路和差分放大电路两部分组成，总电路包含输入电路、极性变换电路、积分电路、施密特比较反馈电路和非线性转换电路五个单元模块，最终实现三角波、方波和正弦波的生成，并且达到输入电压的大小控制输出信号的频率的功能，即。关键字：施密特比较反馈电路压控Abstract:Thepressurecontrolfunctiongeneratorcurriculumdesign,theintegratedoperatio

2、nalamplifiercircuitanddifferentialamplifiercircuitoftwoparts,thetotalcircuitincludesinputcircuit,polartransformationcircuit,integralcircuit,schmidtcomparisonfeedbackcircuitandnonlinearswitchingcircuitfiveunitmodule,finallyrealizesthetriangularwaveandsquarewave

3、andthegenerationofsinewave,andthesizeoftheinputvoltagetocontroltheoutputfrequencyofthesignalfunction,namely.Keyword:schmidtcomparisonfeedbackcircuitvoltagecontrolled目录1.设计任务12.方案选择12.1方案选择12.2方框图13.理论分析与电路设计23.10—10V直流信号的产生电路23.2极性变换电路23.3积分电路33.4比较反馈电路43.5三角波

4、—方波总电路53.6非线性比较电路64．计算机仿真75．组装与调试75.1输入电路75.2极性变换电路75.3积分电路85.4比较反馈电路85.5非线性转换电路85.6电路调试96．测试结果96.1测试波形106.2测试数据117．仪器仪表与元件使用12参考文献13收获与体会141.设计任务：设计一个压控函数发生器，可以产生方波、正弦波和三角波。要求：（1）输入为的直流电压，对应输出的函数。（2）输出的三角波电压为；正弦波为；方波为。2.方案设计与论证2.1方案选择函数发生器能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、

5、阶梯波等电压波形，其电路中使用的器件可以是分立器件，也可以是集成电路。利用所提供的运算放大器、三极管等器件，可实现题目要求的有如下三种方案：方案一：方案二：方案三：比较以上三种方案：有分立元件的设计方案，也可采用集成电路的设计，前者在实际操作调试过程中过于复杂，且其性能难以得到保证，后者虽然操作简单，缺不利于实验者调试技能的锻炼，同时器件的价格比较高。本设计方案结合了两者的优点，因而经由各方面考虑采用方案一。方案一具有较高的性价比，同时对于实验者基本理论的掌握和实验调试技术的锻炼大有裨益。2.2方框图极性变换电路非

6、线性转换器积分器跟随器比较反馈电路143.理论分析及电路设计3.10~10v直流信号的产生电路采用电阻分压方法，运用滑动变阻器产生0~10v的直流信号，运算放大器组成电压跟随器作为缓冲级，根据其输入阻抗大输出阻抗小的特点，使信号可以接近无衰减的传输到下一级。在实际操作中，远方输入端电阻主要用于平衡，减小失调电流引起的误差，开始可以不考虑；运放的反馈端由于没有电阻会造成一定的信号传输误差，故在调试阶段可以加一个小电阻来进行误差调整。数据计算实际操作中可选择R1=1K,R2=10K(滑动变阻器)，=12V3.2极性变换

7、电路14利用三极管b端电压控制其导通与截止，当三极管截止时推导公式为当三极管导通时运放为反向放大器，推导公式为根据运算放大器的电阻平衡原则和极性变换电路只改变电压极性而不改变电压大小的原则，各电阻之间应该满足的关系为故三极管截止时和大小、极性均相同，三极管饱和时和大小相等、极性相反。三极管以一定频率在截止和饱和之间变换时，极性变换电路的输出电压为对称方波，幅值为。3.3积分电路该电路利用电容的充放电原理，计算公式为14根据运算放大器的电阻平衡原则此时，输出波形即为三角波。3.4比较反馈电路该电路为施密特比较反馈电路

8、，将三角波变换为方波，由施密特电路原理可知，当，会变换极性，利用二极管的单向导通性，得到仅有正向电压的方波信号，其中电压之间满足的关系为143.5三角波——方波总电路公式推导过程如下由上式得到三角波的频率为由公式结果可知，根据公式得到定值，输出信号频率与控制电压呈线性关系，达到了电压控制函数发生器输出信号频率的目的。143.6非线性转换电路——差分放大器差分