函数信号发生器实验报告.docx

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1、青海师范大学课程设计报告课程设计名称：函数信号发生器专业班级：电子信息工程学生姓名：李玉斌学号：20131711306同组人员：郭延森安福成涂秋雨指导教师：易晓斌课程设计时间：2015年12月目录1设计任务、要求以及文献综述2原理综述和设计方案2.1系统设计思路2.2设计方案及可行性2.3系统功能块的划分2.4总体工作过程3单元电路设计2.5安装前的准备工作3.2万用表的安装过程4结束语1设计任务、要求在现代电子学的各个领域，常常需要高精度且频率可方便调节的信号发生器。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方

2、波）、正弦波的电路称为函数信号发生器，乂名信号源或振荡器。函数信号发生器与正弦波信号发生器相比具有体积小、功耗少、价格低等优点，最主要的是函数信号发生器的输出波形较为灵活，有三种波形（方波、三角波和正弦波）可供选择，在生产实践，电路实验，设备检测和科技领域中有着广泛的应用。该函数信号发生器可产生三种波形，方波，三角波，正弦波，具有数字显示输出信号频率和电压幅值功能，其产生频率信号范围1HZ〜lOOkHZ,输出信号幅值范围0〜10V,信号产生电路由比较器，积分器，差动放大器构成，频率计部分由时基电路、计数显示电路等构成

3、。幅值输出部分由峰值检测电路和芯片7107等构成。技术要求：1.信号频率范围1Hz〜100kHz；2.输出波形应有：方波、三角波、正弦波；3.输出信号幅值范围0〜10V；4.具有数字显示输出信号频率和电压幅值功能。2原理叙述和设计方案2.1系统设计思路函数信号发生器根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，其电路中使用的器件可以是分离器件（如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管），也可以是集成器件（如单片集成电路函数信号发生器ICL8038）o产生方波、正弦波、三角波的方案也有多种，如先产生方波，再根据积分

4、器转换为三角波，最后通过差分放大电路转换为正弦波。频率计部分由时基电路、计数显示电路等构成，整形好的三角波或正弦波脉冲输入该电路，与时基电路产生的闸门信号对比送入计数器，最后由数码管可显示被测脉冲的频率。产生的3种波经过一个可调幅电路，由于波形不断变化，不能直接测出其幅值，得通过峰值检测电路测出峰值（稳定的信号幅值保持不变），然后经过数字电压表（由AD转换芯片CC7107和数码管等组成），可以数字显示幅值。2.2设计方案及可行性方案一：采用传统的直接频率合成器。首先产生方波一三角波，再将三角波变成正弦波。方案二：采用

5、单片机编程的方法来实现（如89c51单片机和D/A转换器，再滤波放大），通过编程的方法控制波形的频率和幅度，而且在硬件电路不变的情况下，通过改变程序来实现频率变换。方案三：是利用ICL8038芯片构成8038集成函数发生器，其振荡频率可通过外加直流电压进行调节。经小组讨论，方案一比较需要的元件较多，方案二超出学习范围，方案三中的芯片仿真软件中不存在，而且内部结构复杂，不容易构造，综合评定，最后选择方案一。2.3系统功能块的划分该系统应主要包括直流稳压电源，信号产生电路，频率显示电路和电压幅值显示电路四大部分。直流稳压

6、电源将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压，信号产生电路产生的信号，经过适当的整形，作为频率显示电路的输入，从而达到了数字显示频率的要求；产生的信号经过幅频显示部分（峰值检测电路和数模转换），便实现了幅值数字显示。2.4总体工作过程先由反相输入的滞回比较器和RC电路组成方波发生电路，然后方波经积分器得到三角波，由差分放大器来完成三角波到正弦波的变换电路。频率计部分由时基电路、计数显示电路等构成，整形好的三角波或正弦波脉冲输入该电路，与时基电路产生的闸门信号对比送入计数器，最后由数码管可显示被测脉冲的频率。产生的

7、3种波经过一个可调幅电路，由于波形不断变化，不能直接测出其幅值，得通过峰值检测电路测出峰值（稳定的信号幅值保持不变），然后经过数字电压表（由AD转换芯片CC7107和数码管等组成），可以数字显示幅值。3单元电路设计一、信号产生电路1.函数发生器总方案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（如单片集成电路函数信号发生器ICL8038）

8、。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波一三角波一正弦波函数发生器的设计方法，如图。产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以首先产生三角波一方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题