模拟电路课程设计

1、姓 名学号班级学院题目函数信号发生器设 计 任 务设计一函数信号发生器，能输出方波和三角波两种波形1输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出；2输出电压均为双极性；3输出阻抗均为50；4输出为方波时输出电压峰值为05V可调，输出信号频率为200Hz 2KHz可调。5输出为三角波时输出电压峰值为05V可调，输出信号频率为200Hz 2KHz可调。 时间进度18周 星期一布置设计方案，预设计。18周 星期二领设备、安装18周 星期三至周四安装、调试教师检查18周 星期五、六、日写设计报告原 始 参资 考料 文和 献主要电子技术基础（模拟部分）模拟电子技术课程设计指导书电子技术基础实验指导书目录一

2、、题目二、设计任务及技术指标三、设计内容及原理四、函数信号发生器的安装和调试及指标结果五、课程设计的过程中遇到的问题及解决方法六、实验评价七、方波和三角波的仿真和接线图八、所用元件清单九、心得体会十、附录（参考文献）一、题目：函数发生器二、设计任务及技术指标：1.设计任务设计一函数信号发生器，能输出方波和三角波两种波形。2.技术指标a.输出为方波和三角波两种波形，用开关切换输出；b.输出电压均为双极性；c.输出阻抗均为50；d输出为方波时输出电压峰值为05V可调，输出信号频率为200Hz 2KHz可调。e输出为三角波时输出电压峰值为05V可调，输出信号频率为200Hz 2KHz可调。 三、设计

3、内容与原理1.设计内容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 ，也可以采用集成电路。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二阶低通滤波器共同组成的方波三角波正弦波函数发生器。2.原理1、方波发生器（1）方波发生器原理图（2）方波发生器电路2、三角波发生器（1）三角波发生器原理图（2）三角波发生器电路：三角波发生器原理图是在三角波电路的基础上增加了一级放大器，目的是为了实现输出电压可调和输出阻抗为50。本次课程设计中方波发生器与三角波

4、发生器共用同一个放大器，所以实验电路图与方波发生器的放大器电路图相同。3.方波信号发生器元器件及参数选择（1）运算放大器：考虑双电源、通用、无需调零型运放。本次课程设计选择的是LM358。（2）电源电压：本次课程设计选择的电源电压为12V左右。 （3）稳压二极管：考虑输出电压和电源电压的要求，可选择稳压值为10V左右的稳压管，本次课程设计选择的是1N4047A。 （4）频率参数：输出信号的频率为200至2KHz可调，决定信号的频率的元件为Rf1、Rf2、C、R2、R1。 取R1(R1+R2)=0.47,则R1=4.7K,R2=5.1K.电容可取1uF以下的，Rf可取几千欧到几百千欧之间，为使频

5、率可调，选择Rf2为电位器。 取C=0.033uF，则Rf1=7.6K,Rf2=68.4K.（本次课程设计中使用型号为104的电位器代替Rf2）。（5）幅度参数：输出信号的幅度为0至5V可调，决定信号的幅度的元件为R4、R5的参数，由于输出稳压管的电压幅度为10V，所以要使R5是R4的一半，达到降压的目的，选择R4为10K的电阻，R5为4.7K的电位器。本次课程设计中使用型号为502的电位器代替R5。原理分析： 此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路即作为迟滞环节，又作为反馈网络，通过RC冲、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压Uo=+Uz，则同相输入端电位Up=+Ut

6、,Uo通过电阻对电容C正向充电，如图中箭头所示。反相输入端电位n 随时间的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；但是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R3对电容反相充电，如图中虚线箭头所示。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=-Uz再减小，UO就从-Uz跃变为+Uz，UO从-Ut跃变为+Ut，电容又开是正向充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡4. 三角波信号发生器元器件及参数（1）运算放大器、电源电压、稳压二极管的选择同方波信号发生器的选择相同。（2）频率参数：输出信号的频

7、率为200至2KHz可调，决定信号的频率元件为R7、R4、C、R1、R2。取R1R2=1，则R1=10K,R2=10K。电容可取1uF以下的，R4+R7可取几千欧到几百千欧之间，为使频率可调，选择R7为电位器。 取C=0.033uF，则R7=47K、R4=3.3K。本次课程设计使用型号为503的电位器代替R7。（3）幅度参数：输出信号的幅度为0至5V可调，决定信号的幅度的元件为R8、R9的参数，由于输出稳压管的电压幅度为10V，所以要使R9是R8的一半，达到降压的目的，选择R8为10K的电阻，R9为4.7K的电位器。本次课程设计使用型号为502的电位器代替R9.原理分析：如图（2）所示，在电路

8、的左边为同相滞回比较器，右边为积分运算电路。同相滞回比较器的输出高低电平分别为Uoh=+Uz，Uol=-Uz积分运算电路的输出电压uo作为输入电压，A1同乡输入端的电位Up1=uo1·R1/(R1+R2+R6)+Uo·(R2+R6)/(R1+R2+R6)令Up1=Un1=0，并将uo1=±Uz带入得±Ut=±Uz·R1/(R2+R6)合闸通电，通常C 上电压为0。设Uo1 Up1 Uo1，直至Uo1 Uz；积分电路反向积分，t Uo，一旦Uo过 Ut ，Uo1从 Uz跃变为 Uz。积分电路正向积分，t Uo， 一旦Uo过 Ut ， U

9、o1从 Uz跃变为 Uz ，返回第一暂态。重复上述过程，产生周期性的变化，即振荡。由于积分电路反向积分和正向积分的电流大小均为Uo1/(R3+R7)，使得U0在一个周期内的下降时间和上升时间相等，且斜率的绝对值也相等，因而将方波转换为三角波。四、函数信号发生器的安装和调试 1. 安装（1）将358集成块插入插槽，注意布局。（2）分别把各电阻放在合适的位置尤其注意电位器的结法。（3）按图连线，注意直流源的正负及接地端。2. 调试方波三角波产生电路（1）接入电源后用示波器进行观察（2）调节Rf2观察方波频率变化情况，调节R5观察方波的幅值，使幅值达到规定的数值。（3）调节R7观察三角波频率变化，调

10、节R9观察幅值变化，使之达到规定数值。调试结果3. 示波器显示三角波波形4.示波器输出方波波形：5.记录调试数值方波三角波频率范围2002.2KHz2002.2KHz幅度范围04.9V04.9V调节电位器Rf5在示波器上读取:五、课程设计的过程中遇到的问题及解决方法1. 排版时因为两个741在一起，使设计的图与现实的连接图有一些不一样，排版需要重新画出连接图；2. 排版时器件不是太挤就是太宽，导致不好焊接。这个我想是因为我们是第一次做所以没经验，相信下次排版一定不会出现这种问题；3. 焊接时器件不好固定，在焊时容易掉。因此焊接时先焊高度比较低的仪器，如电阻等；焊接时由于没有经验，也为了方便，我

11、们在板的背面用了好多引脚，而不是只用电线再正面，导致板面很美观，今后焊接一定会注意到这点六、实验评价1、理论知识掌握尚不牢固。由于对模拟电子技术课程的学习不扎实，导致了在对课程设计函数发生器原理的理解上存在困难。另外由于知识面较窄，有部分元件的工作原理未能够理解。2、对安全知识的缺乏，本次实验过程，还存在对调试重要性认识不够的问题。我们在制作完成函数信号发生器后，没有进行认真的检查。3、在焊接技艺上不够熟练。存在了电烙铁操作不正确，焊接过程浪费了一些焊锡，元件焊接不美观等问题。焊接过程中电烙铁多次碰到了电线、塑料等易燃品，所幸发现及时，未损坏物品，未造成危险；剪引脚时方法不正确导致剪断的引脚射

12、出。4、课题设计时的参数选择不当，有些电阻过大或是过小，造成了结果的偏差；5、所领的元器件跟仿真时的的参数不完全相同，元器件的标称值与实际的不符；6、所用的仪器和所处的环境对课题结果有干扰；7、所有的元器件都是用电烙铁给烙上去的，在烙的时候温度会上升会影响电路的性能；8、自己的焊接技术不好，在工艺上无形的改变了某些参数，对电路造成了许多的影响。七、方波三角波产生电路的仿真方波电路图如下：三角波电路图如下方波三角波仿真图（1）三角波仿真图2.方波仿真结果：PCB封装图：实际接线图八、元件清单：类型规格数量备注电阻10KW4个1KW4个4.7 KW2个6.8 KW1个5. KW11个470 W1个

13、滑动变阻器68 KW1个3.3 KW1个4.7 KW1个芯片LM3582块核心插槽8管脚1块电容0.033uF2只二极管1N4047A4只稳压管Pc板110*701块导线多股皮包线若干锡丝0.8mm若干电源直流稳压1台示波器双踪1台Lm358引脚图九、心得体会平常只注重理论的积累，很少涉及到实践中去，常说理论联系实际，理论与实践相结合，才能更好的掌握所学的知识。通过这次的课程设计使我们有了很好的机会去实践，自己动手，加深自己的理解，同时也能在实际的操作中，发现自己的问题，和所学的知识在实践中使用时可能由于自己的操作问题最终达不到所要的结果，另外也使我们的动手能力得到了很大的提高，这对于我们学习

14、电子的来说，是非常重要的，这在以后的学习和工作中都有巨大的帮助。另外通过本次课程，我了解到了自己在理论知识方面的许多不足。对于课本的知识点，只是表面的认知，并不能够运用自如。其次，自己动手能力差，未能娴熟掌握焊接技巧。通过此次课程，我也充分认识到了安全问题的重要性。此外，在此次课程中，让我感受最深的一句话是：好的计划是成功的一半。如果我不做任何计划便开始动手的话，工作起来效率较低。这次课程设计对于我来说使我学到了真正的知识，只有理论以实践相结合，才能学到自己所想要的。十、附录参考资料1. 电子技术基础（模拟部分） 康华光 高等教育出版社2. 模拟电子技术基础 童诗白 华成英 高等教育出版社3. 模拟电