信号发生器-电路与电子技术课程设计

我会带着你远行 2024-04-03 10:03 21阅读 0赞

#### 目录 ####

*  1 设计任务与要求
 *   *  1.1 设计任务
     *  1.2 设计要求
 *  2 方案设计与论证
 *   *  2.1 方案设计
     *  2.2 论证
 *  3 信号发生器设计与计算
 *   *  3.1 信号发生器设计
     *  3.2 方波振荡电路图
     *  3.3 三角波振荡电路图
     *  3.4 参数计算
 *  4 总原理图及元器件清单
 *   *  4.1 总原理图
     *  4.2 元件清单
 *  5 性能测试与分析
 *   *  5.1 测试步骤
     *  5.2 记录参数
 *  6.结论与心得
 *  参考文献

## 1 设计任务与要求 ##

### 1.1 设计任务 ###

设计一信号发生器，能产生方波、三角波和正弦波并进行仿真。

1.设计正弦波、方波、三角波振荡电路，分别可产生1kHz~10kHz的信号；

2.电路包含可调元件，实现输出频率的条件；

3.设计一信号选择电路，利用一按键循环选择三种波形输出；

4.设计一控制电路，利用一按键控制振荡器的信号输出，按下按键后，电路输出1秒的正弦信号，而后停止输出。

### 1.2 设计要求 ###

通过本项目实验，使学生熟悉掌握电路原理和设计方法，尤其在电路出现异常现象或故障时，学生按照量测观察、查找原因、调整电路、再进行实验的步骤，解决电路中的问题。

1.用信号发生器设计一个占空比可变的多谐振荡器；

2.其振荡频率为10HZ，占空比为1/2-2/3（连续可调）；

3.在proteus中设计及仿真电路，测量并调试；

4.写出设计报告 。

## 2 方案设计与论证 ##

信号发生器是一个综合了数字电路与模拟电路特点于一身的集成电路，在一些与时间相关的电路上得到广泛的应用。以下是我们小组的方案的设计与论证。

### 2.1 方案设计 ###

1.输出频率能在1KHZ~10KHZ范围内连续可调；

2.方波、三角波、正弦波输出电压v=12v，无明显失真；

3.三种波形输出峰峰值均在范围内连续可调。

### 2.2 论证 ###

通过示波器观察输出分别是否为方波和三角波。

## 3 信号发生器设计与计算 ##

### 3.1 信号发生器设计 ###

正弦波、方波、三角波振荡电路设计  
![在这里插入图片描述][e18ba3206ec640bb8cec25675a24cab3.png]  
**图 1 正弦波振荡电路图**

### 3.2 方波振荡电路图 ###

![在这里插入图片描述][aa732e0e19ea4d9ea2a6a07b30f17615.png]  
**图 2方波振荡电路图**

### 3.3 三角波振荡电路图 ###

![在这里插入图片描述][667040cae38849fa8c825ac1b9338938.png]  
**图 3 三角波振荡电路图**

### 3.4 参数计算 ###

1.方波、三角波要求上升、下降沿小于10us, 峰峰值为12V。故产生方波的比较器用LM358，产生三角波的反相发生器用LM358；

2.输出方波幅度要求为12V,所以选用稳压值为5V的稳压管.根据输出三角波的幅度要求，确定R的大小:R1=20.2K，R2=10K,R3=10K,R4=10K；

3.根据所要求的振荡频率确定C1、C2的大小。方波和三角波的振荡频率相同,故 C1为 1nF，C2为1nF。

## 4 总原理图及元器件清单 ##

### 4.1 总原理图 ###

![在这里插入图片描述][3dfd1a56793a431ead03ae9b833608e6.png]  
**图 4总原理图**

### 4.2 元件清单 ###

**表1 元件清单**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>元件序列号</th> 
   <th>元件</th> 
   <th>主要参数</th> 
   <th>数量</th> 
   <th>备注</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>R1、R2、R3</td> 
   <td>3个</td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>358M</td> 
   <td>2个</td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td>Realcap电容 10uf</td> 
   <td>1个</td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4</td> 
   <td>示波器</td> 
   <td>1个</td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 5 性能测试与分析 ##

### 5.1 测试步骤 ###

1.测试步骤，接好电路后，用示波器显示波形；

2.测试数据，测试得到的振荡周期为T=1.8格\*0.5ms=0.9ms；

3.误差计算，误差=((1-0.8)/1.0)\*100%=20%；

4.误差分析，接入的电阻值不可能是理想值，存在一定的误差，从而造成波形的周期与理论值周期有误差，仪器本身问题，测量误差。

### 5.2 记录参数 ###

![在这里插入图片描述][2aa7516cf5fc467290bc52fd77f11443.png]  
**图 5正弦波分析图**

![在这里插入图片描述][aa20daf75c254cca8c4495caa3827692.png]  
**图 6波、三角波分析图**

## 6.结论与心得 ##

在做这次课程设计的过程中，我们学到了一些理论知识和涉及到课程设计的基本思路。我们的动手能力得到了锻炼，也了解了我们真实的水平。最终做多谐振荡器这个实验。虽然这个实验原理较简单，设计起来并不复杂，但还是需要在实验前确定各种参数和电路图。

通过这次课程设计，更加明白了理论知识需要和实践相结合的重要性。要通过实践，来培养我们的动手能力。也要通过我们设计的作品与其他的作品相比较，从而准确的认识到我们的差距在哪里。在今后的学习中，我们会努力提高自己的动手能力，将理论与实际相结合，让学到的知识能够得到更好的运用。

## 参考文献 ##

\[1\]李心广、王金矿、张晶.电路与电子技术基础学习指导与实验教程 \[M\].北京：机械工业出版社，2012

[e18ba3206ec640bb8cec25675a24cab3.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/03/a8d3f0fd55ae40e2b6f4e227400d0060.png
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