方波三角波正弦波锯齿波函数发生器

模拟电路课程设计报告设计课题：设计制作一个方波/三角波/正弦波/锯齿波函数发生器专业班级：09电信〔本〕学生姓名:学号：指导教师：设计时间：2011年1月2日设计制作一个方波/三角波/正弦波/锯齿波函数发生器一、设计任务与要求①

输出波形频率范围为0.2KHz~20kHz且连续可调；②

正弦波幅值为±2V；③

方波幅值为2V，占空比可调；④

三角波峰-峰值为2V；⑤

锯齿波峰-峰值为2V；=6\*GB3⑥

分别用四个发光二极管显示四种波形输出；

=7\*GB3⑦用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源〔±12V〕。二、方案设计与论证设计要求产生四种不同的波形分别为正弦波方波三角波锯齿波。正弦波通过滞回比拟器可以转换成方波，方波通过一个积分电路可以转换成三角波，只要调节三角波的占空比就可以得到锯齿波。正弦波可以通过RC振荡电路产生。方案一、直流电源局部电路可把220V的交流电变成12V的直流电二、波形产生局部1正弦波——方波上电路可以同时产生输出方波正弦波2方波——三角波电路可产生三角波3方波——锯齿波电路可以产生锯齿波方案二直流电源局部电路可把220V的交流电变成12V的直流电V1V1220Vpk50Hz0°C13300uFC20.1uFC30.1uFC40.47uFC50.47uFU1LM7812CTLINEVREGCOMMONVOLTAGEU2LM7912CTLINEVREGCOMMONVOLTAGED41N4007D51N4007D61N4007D11N4007C63300uFC7220uFC8220uFT1TS_AUDIO_10_TO_1D21N4007D31N400748LED1LED2R11k?R21k?3675910201二、波形产生电路1正弦波——方波——三角波电路可产生正弦波、方波、三角波2方波——锯齿波电路可以产生锯齿波方案论证：我选的是第二个方案，上述两个方案均可以产生四种波形。方案一的电路过多焊接局部，显得不方便而且这样浪费了很多元器件，但是方案的在调节的时候还是比拟方便的，可以很快的调出波形。方案二电路简洁利于焊接并且可以节省元器件，但是在调节波形的时候可能会稍稍有点费力，是由于在整个电路调波时，只要调节前面局部就会影响后面的波形。所以要兼顾前后。但只要认真调节还是可以得到四种波形的。三、单元电路设计与参数计算1、直流电源的参数设计交流电先通过单相桥式整流电路可以得到半波的电压波形，再通过滤波电路可以得到比拟好的电压波形，最后通过稳压电路就可以得到比拟好的直流电。交流电滤波电路稳压电路整流电路交流电滤波电路稳压电路整流电路提供的是220V的交流电源要变为12V直流电,变压器用220V~15V规格的。UA741所需的电源为12V,选的整流芯片为：LM7812、LM7912整流用的二极管可用1N4007,电解电容用3300uf,C2和C3可用0.1ufC4、C5用0.47uf、C7、C8可用220uf,发光二极管上的R用1KΩ2、波形产生电路局部的参数设计正弦波产生局部要求产生频率范围为0.2KHz~20kHz连续可调的正弦波，F=Uf\Uo=整理可得F=令wo=1/RC,那么fo=1/2∏RC。1/2∏RC=f取C=0.22uf,R:36Ω~3.6KΩ,电位器可选5KΩ，R7=10KΩ。方波要求幅值为2V，选择的稳压二极管可选用稳压为3.3V的，在稳压二极管两端并联一个5KΩ的电位器。Up1=Uo+Uo1=UoUz令Up1=Un1=0V,那么阈值电压UT=UzR1=100KΩ、R2=10KΩ、R3=10KΩ、R4=1KΩ，二极管选用1N4007型号的C1=220uf、电位器R3=100KΩ。方波的占空比要求可调，可在反向输入端和输出端接上二极管和一个电位器〔100KΩ〕，二极管选用1N4007.。三角波:+UT=UZ*+(-UT)UT=UZ经整理可得T=f=锯齿波：Uo=-Uz(t1-t0)+uo(t0)当Uo=Uz(t2-t1)+uo(t1)T=T==100s电路中R1=10KΩ、R2=10KΩ、R3=20KΩ、Rw=10KΩ、R7=2KΩ、R8=10KΩ四、总原理图及元器件清单1.总原理图V1V1220Vpk50Hz0°C13300uFC20.1uFC30.1uFC40.47uFC50.47uFU1LM7812CTLINEVREGCOMMONVOLTAGEU2LM7912CTLINEVREGCOMMONVOLTAGED41N4007D51N4007D61N4007D11N4007C63300uFC7220uFC8220uFT1TS_AUDIO_10_TO_1D21N4007D31N400748LED1LED2R11k?R21k?36759102012．元件清单元件名称型号主要参数数量备注变压器220V~15V1单价9元电容C1耐压值35V3300uf2单价1.5元电容C2耐压值50V0.47uf2单价0.1元电容C3耐压值50V1uf2单价0.2元电容C4耐压值50V0.22uf4单价0.1元稳压芯片LM7812Uo=12V、Io=100mA1单价1.5元稳压芯片LM7912Uo=-12V、Io=100mA1单价1.5元集成运放uA741Aod=65~100、K=70~905单价1.5元电阻R11KΩ4单价0.1元电阻R22KΩ2单价0.1元电阻R310KΩ6单价0.1元电阻R420KΩ1单价0.1元电位器R110KΩ4单价1元电位器R2100KΩ4单价1元二极管1N4007耐压值1000V，I=1A10单价0.1元发光二极管LED1.5V~2.0V，10mA~20mA2单价0.5元五、安装与调试先在电路板上做好布局，然后进行焊接。焊接好电路后，初次调试发现电源正电源输出大于12V到达3V检查发现是稳定正电压的集成块7812坏了，先后换了两次集成块才使得正电源到达了12v。整改之后电源无问题。后来电路无锯齿波输出，检查之后更换了集成运放，有波形输出，调试完成。六、性能测试与分析1.电源局部的测试实验测得：副边电压U1=15.8V、U2=15.8V。整流滤波后的电压U1=20.7V、U2=-20.5V输出端电压Uo1=12.2V、Uo2=-12.3V要求输出电压为Uo1=12V、Uo2=-12V理论值：U12=30V，=/U12=0.007U1=18V,=/U1=0.1U2=-18V=/U2=0.1Uo1=12V=/U1=0Uo2=-12V=/U2=0.004误差分析：1.测量数据时人为的偶然误差。2测量仪器本身的不可防止的误差。3焊接电路时焊点处有电阻被忽略，连接的线路也有电阻。4试验时间过长温度发生变化，使得一些元件的电阻发生变化。2.波形产生局部七、结论1.输出的各波形的参数范围有些许的偏差，是因为在各原件的参数选择上有些偏差。正弦波稍微有点失真是因为积分电路中充放电的时间不够。八、心得。为期一个星期的课程设计已经结束，在这一星期的学习、设计、焊接过程中我感触颇深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过对函数信号发生器的设计，我掌握了常用元件的识别和测试；更加熟悉了常用的仪器仪表；也更加熟练了电路的连接、焊接方法；以及如何提高电路的性能等等。通过对函数信号发生器的设计，我还深刻认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。而且通过对此课程的设计，我不但知道了以前不知道的理论知识，而且也稳固了以前知道的知识。最重要的是在实践中理解了书本上的知识，明白了学以致用的真谛。也明白老师为什么要求我们做好这个课程设计的原因。他是为了教会我们如何运用所学的知识去解决实际的问题，提高我们的动手能力。在整个设计到电路的焊接以及调试过程中，我个人感觉调试局部是最难的，因为你理论计算的值在实际当中并不一定是最正确参数，我们必须通过观察效果来改变参数的数值以期到达最好。而参数的调试是一个经验的积累过程，没有经验是不可能在短时间内将其完成的，而这个可能也是老师要求我们加以提高的一个重要方面吧！其次，这次课程设计提高了我们的设计水平，让我体会到了在接好电路后测试出波形的那种喜悦，体会到成功来自于汗水，体会到成果的来之不易。在实验过程中，我们遇到了不少的问题。比方：波形失真，甚至不出波形这样的问题。在老师和同学的帮助下，把问题一一解决，那种心情别提有多快乐啦。实验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题，有些理论知识还处于懵懂状态，老师们不厌其烦地为我们调整波形，讲解知识点，实在令我感动。还有就是在实验中，好多同学被电烙铁烫伤了，这不得不让我想起平安问题，所以在以后的实验中我们应该注意平安，特别是在特殊的地方或者使用特殊工具时，如电烙铁，电钻，腐蚀机时，一定要特别注意，不让危险事故发生。还有值得我们自豪的就是我们的线路连得横竖清楚，简直就是艺术，当然，我们也有很多缺乏的地方，制板三次才成功，浪费了很多材料，锡焊还不是很会用，焊接的很粗糙。最后用一句话来结束吧：“实践是检验真理的唯一标准”。与君共勉。参考文献1．谢自美．电子线路设计〔第三版〕．武汉：华中科技大学出版社，20062.康华光．电子技术根底〔模拟局部〕〔第四版〕．武汉：高等教育出版社，2005.73.童诗白主编．模拟电子技术根底〔第三版〕．北京：高教出版社，2001物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表专业：电子信息工程班级：09电信本学号：姓名：课题名称设计任务与要求设计报告成绩评分标准：=1\*GB3①有合理的方案设计和论证、电路参数的计算、总原理图和清单。〔0-20分〕=2\*GB3②电路板制作、调试标准，有详细制作和调试过程。〔0-10分〕=3\*GB3③电路板测试合理，对性能指标测试数据完整，正确；进行数据处理标准，进行了误差计算和误差分析。〔0-15分〕=4\*GB3④对课程设计进行了总结，有体会，并能提出设计的改良、建设性意见。