学生学习和分工计划

1、学生学习和分工计划题目：数控多波形信号发生器的设计与制作一、设计目标：利用已学的模拟电子技术和数字电子技术知识，采用分立元件设计一个数字控制的多波形（正弦波、三角波）低频信号发生电路，通过仿真后进行实物制作，并最终封装成为作品。二、选择的设计方案和方法：电源电路：先采用变压器对 220V 交流电降为 12V 左右的交流电，之后通过桥式整流电路将交流和转为直流，再通过滤波电路除去不稳定电流。再通过稳压电路维持输出电压的稳定。整流电路分为单向半波整流电路和单向桥式整流电路，而半波整流电路虽然电路结构简单，但整流过程中只利用了电源的半个周期，输出直流电压的脉动比较大。所以采用单向桥式整流电路，单向桥

2、式整流电路对电源的利用率有很大的提高。滤波电路都是利用电容与负载并联，达到滤除波动分量、输出稳定直流电的目的，单向桥式整流电路输出电压较单向半波整流滤波电路更为光滑因此设计的稳压电源输出电压为正值时，可选用正压输出的的集成稳压器 W78XX 系列，电容 C1 用来进一步减少输入电压的波纹，并抵消由于输入引线较长而带来的电感效应，防止产生自激振荡。电容 C2 用来减少由于负载电流突变而引起的抖动杂波。输出电压为负值时，可选用负压输出的集成稳压器 W79XX系列.这样就可设计一个简单的 12v 稳压直流电源，因为组员需要正负 12V 电源，所以用到稳压器W78XX 和W79XX 并联输出两种不压，

3、负载电路考虑到仿真电路和实际有微小差异，所以负载电阻用了 2 千欧的滑动变阻器，做实物时可以微调。正弦波电路：利用文氏桥正弦波振荡电路产生正弦波信号，其中元件采用单电源供电的 LM358N 运算放大器，正极接地，负极接 12V 的 Vcc，构建的 RC 电路一组并联连接，一组串联连接，同时连接在运算放大器的正输入端，电阻 R=15k，电容 C=10nF。在 R5=20k 两端正反向并联两个 1N4007 二极管，该并联电路与一个阻值为 2k的电阻和一个阻值为 10k的滑动变阻器串联，并与一个阻值为 5.1k的电阻并联连接在运算放大器的负输入端。在方案设计时考虑到目标输出频率为 1kHz 和电路

4、中常用 10k左右的电阻，100 或 10nF的电容，根据 f=f0=1/2RC，经计算确定电阻采用 15k，电容采用 10nF。由于考虑到实际与仿真存在误差和调频的需求，在电路中加入滑动变阻器，通过对滑动变阻器的调节，可实现对输出频率和输出电压值得有效调节，在滑动变阻器后串联一个 2k电阻是为了使滑动变阻器为常用阻值，且调节范围大而均匀。三角波电路：产生与产生三角波的电路采用的方案，这样可以保证在满足项目要求的情况下对电路进行大量简化，部分的产生采用滞回电压比较器（方波振荡器）的原理，三角波部分的产生采用积分电路的原理，然后将二者合一，即将发生电路中的 RC 充放电回路用积分电路代替，让滞回

5、比较器电路和积分电路的输出互为另一个电路的输入。在此基础上，再往产生电添加一个单元电路，以实现（三角波）占空比（上升下降时间比）可调。为了使输出的三角波有足够的幅值和较强的带负载能力，所以在三角波输出端加上了一个同相比例放大器以实现项目要求。数字控制电路：数控部分采用计数器 74160N 和 CD4051 来实现CD4051 引脚功能/1 2 4 5 12 13 14 15 IN、OUT 输入输出端/9 10 11 A B C 地址端/3 OUT、IN 公共输出、输入端/6 INH源+端/7 VEE 负电压端/8 Vss 数字信号接地端/16 VDD 电CD4051 有 A B 和 C 三个二

6、进制输入端以及 INH 共 4 个输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为 4.520V 的数字信号可控制值至 20V 的模拟信号。当 INH 输入端为 1时，所有的通道截止。只有当 INH 为 0 时，三位二进制信号才可以选通 8 通道中的一个通道，连接，连接该输入端至输出，其中 VEE 可以接负电压，也可以接地。当输入电压有负值时， VEE 必须接负电压，其他时候可以接地。74160N，是二位制的计数器，它具有异步输入端与同步输入端,不同的是，它不受时钟脉冲控制，只要来有效电平，就立即请零，无需下一个计数脉冲的到来。三、学员：班级：151145A组长：小组成员：王家伟四、项目进度安排

7、：（具体进度可根据实际更改）工作内容及其责任人工作内容及其责任人工作内容及其责任人8完成，三角波相关电路的仿真设计完成正弦波相关电路的仿真设计完成电源电路的仿真设计王家伟9制作 PPT制作PPT完成数字控制电路的仿真10方案论证，答辩，修改电路方案论证，答辩，修改电路方案论证，答辩，修改电路五、使用的知识：电路、模拟电子技术、数字电子技术。六、技术要求：1、基本部分电源：220V，50Hz；输出波形：正弦波、三角波；输出频率：1KHz；输出电压范围：值 Vopp10V；占空比调节范围：30%70%；三角波上升和下降的时间比调节范围：30%70%；三种波形数控输出，且输出波形无明显失真。在负载电阻上的电压值 Vopp5V；2、发挥部分输出频率可调：100-1000Hz；输出幅度可调：值在 0-10V 连续可调；输出波形指示；输出频率数字显示输出值数字显示成品外观设计11电源，正弦波电路的焊接，测试，调试电源，正弦波电路的焊接，测试，调试电源，正弦波电路的焊接，测试，调试1