三角波-正弦波函数信号发生器的设计—课程设计论文.doc
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1、 课程设计说明书课程设计名称: 电子课程设计 课程设计题目:设计制作一个产生方波-三角波-正弦波函数转换器 学 院 名 称: 信息工程学院 专业: 电子信息科学与技术 班级: xxxxxxxx 学号: xxxxxxx 姓名: xxxxx 评分: 教师: xxxxxx 20 13 年 10 月 15 日18 电子课程设计 课程设计任务书20 13 20 14 学年 第 1 学期第 1 周 3 周 题目设计制作一个方波-三角波-正弦波函数转换器内容及要求 输出波形频率范围为0.02Hz20KHz且连续可调; 正弦波幅值为2v ;方波幅值为2v ; 三角波峰峰值为2v,占空比可调。进度安排1.根据任
2、务要求,查阅相关资料,完成设计前的前期工作:2天;2根据资料,进行方案设计并对比论证,完成参数计算:2.5天;3领取元器件,连接电路完成电路调试:3天;4提交报告:12周学生姓名:xxx指导时间:第1-3周指导地点: 综合楼中506室任务下达2013年9月2日任务完成2013 年 9 月 22 日考核方式1.评阅 2.答辩 3.实际操作 4.其它指导教师xxx系(部)主任贾杰注:1、此表一组一表二份,课程设计小组组长一份;任课教师授课时自带一份备查。2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。摘 要当今世界在以电子信息技术为前提下推动了社会跨越式的进步,科学技术的飞速
3、发展日新月异带动了各国生产力的大规模提高。由此可见科技已成为各国竞争的核心,尤其是电子通信方面更显得尤为重要,在国民生产各部门都得到了广泛的应用,而各种仪器在科技的作用性也非常重要,如信号发生器、单片机、集成电路等。信号发生器是一种常用的信号源,广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。常用超低频信号发生器的输出只有几种固定的波形,有方波、三角波、正弦波、锯齿波等,不能更改信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备,传统的可以完全由硬件电路搭接而成,如采用LM324振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一,不用依靠单片机。本系统本课题将介绍由LM324集成电路组成的方波
4、三角波正弦波函数信号发生器的设计方法,了解多功能函数信号发生器的功能及特点,进一步掌握波形参数的测试方法,制作这种低频的函数信号发生器成本较低,适合学生学习电子技术测量使用。制作时只需要个别的外部元件就能产生正弦波、三角波、方波等脉冲信号。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。关键字:信号发生器、波形转换、LM324目 录目 录1前 言2第一章 设计内容及要求31.1、设计任务和要求31.2、设计目的3第二章 系统设计方案42.1本系统方案包括三个部分42.2硬件电路方案设计4第三章 各单元电路的工作原理63.1方波发生电路63.2 方波-三角波转换电路83.3三角波-正弦波转换电路9
5、第四章 安装、调试与结果分析114.1 软件仿真114.2 安装电路114.3 实物调试及故障分析与排除12实验小结13参考文献14附录151.总原理图152.电路元器件清单163.芯片简介17前 言随着社会的发展与科技的进步,各式各样的电子产品涌向市场,人们对电子产品的需求量也越来越大,对产品的性能要求也越高。作为一名电子类的大学生,在学习理论知识的同时也应增强学生的动手能力,电子课程设计为大学生提供了一个大的平台,将理论知识与实践相结合。信号发生器是一种常用的信号源,广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。本次实验是设计制作一个方波-三角波-正弦波函数信号发生器。通过各个途径查
6、找资料,从而设计出理想的电路图并仿真;方案通过后开始制作电路板,需进行排版、焊接、布线等操作;电路板制作完后就进行调试,通过调试可检查电路板是否合格。其中方案设计及电路分析思路值得学生学习和研究,从而将该方案更好地应用到课程设计中。 第一章 设计内容及要求1.1、设计任务和要求 设计制作一个产生方波三角波正弦波函数转换器 要求: 1输出波形频率范围为0.02Hz20KHz且连续可调2正弦波幅值为2v3方波幅值为2v4三角波峰峰值为2v,占空比可调1.2、设计目的 1巩固和加深对电子电路基本知识的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力。2培养根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自
7、学能力。通过独立思考,深入钻研有关问题,学会自己分析并解决问题的方法。3通过电路方案的分析、论证和比较,设计计算和选取元器件;初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。4了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范,能按设计任务书的要求,完成设计任务,编写设计说明书,正确地反映设计与实验的成果,正确地绘制电路图等。5 培养严肃、认真的工作作风和科学态度第二章 系统设计方案2.1本系统方案包括三个部分1、比较器电路2、积分器电路3、差分放大器电路 2.2硬件电路方案设计 比较器输出的方波经积分器得到三角波,三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗
8、高,抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。由比较器和积分器组成方波三角波产生电路如下图2.1所示:图2.1 设计框图系统设计电路总图如图2.2所示 图2.2系统设计电路总图第三章 各单元电路的工作原理3.1方波发生电路因为方波电压只有两种状态,不是高电平,就是低电平(如图3.1所示),所以电压比较器是它的重要组成部分;因为产生振荡,就是要求输出的两种状态自动地相互转换,所以电路中必须引入反馈;因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化,即产生周期性变化,所以电路中要有延迟环节来
9、确定每种状态维持的时间。方波电压状态如下图3.1所示: 图 3.1 方波电压状态此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成(如图3.2所示)。RC回路既作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC充、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。Uo通过R1对电容C正向充电。反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高,当t趋于无穷时,Un趋于+Uz;但是,一旦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R1对电容C反向充电。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=-U
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