模电课程设计报告

——信号发生器

班级：08级通信工程

姓名：陶庆权

学号：***

日期；2010年6月

信号发生器设计

课程设计内容：

    信号发生器是常用的测试仪器，常用的信号源有正弦波、方波、三角波、锯齿波、阶梯波等。

    1、要求完成原理设计并通过软件仿真部分

（1）RC桥式正弦波产生电路，频率分别为300Hz、1KHz、10KHz、500KHz，输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。

（2）占空比可调的矩形波电路，频率3KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。

（3）占空比可调的三角波电路，频率1KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。

（4）多用信号源产生电路，分别产生正弦波、方波、三角波，频率范围100Hz~3KHz、输出幅值≥5V、负载电阻1KΩ。

软件仿真部分元器件不限，只要元器件库中有即可，但需要注意合理选取。

2、要求实际制作部分

上述（4）多用信号源产生电路，分别产生正弦波、方波、三角波，频率范围100Hz~3KHz、输出幅值≥5V、负载电阻1KΩ。

硬件制作部分核心元器件：uA741、LM324、9013，电阻电容不限。

1、RC桥式正弦波产生电路

原理图：

电路原理：电路由选频网络和放大电路两部分组成。R4、C1、R5和C2构成选频网络，其后通过放大器构成放大电路。当达到振幅平衡和相位平衡时，就可以持续地产生正弦波了 

频率：f≈1/(2*3.14*R4*C1) 

电压增益：Av=(R3+R2+R1)/R1=3.6

改变滑动变阻器R5就可以调节正弦波的幅度了。

保持电容不变，同时改变R1和R2就可以改变频率f了。

当：R5=R4=5.3kΩ时，       f=300Hz

R5=R4=0.16 kΩ时，      f=10kHz 

R5=R4=1.6 kΩ时，      f=1kHz

R5=R4=3Ω时，        f=500kHz 

正弦波-方波产生电路

原理图如下：

频率f=R3/[4*R4*R2*C1] 

调节R4和R3可以改变幅值和频率

方波产生电路：

频率：f=1/[(R1+R5)C1*㏑(1+2*R5/R1)]

通过改变R1的阻值，就可以调节占空比。 

多用信号源产生电路 ：

电路工作原理

1）先通过RC桥式振荡电路产生正弦波，正弦波作为滞回比较器的同相输入端,经过整形电路产生方波，方波通过积分电路产生三角波。

2）电路频率和幅值由R13和R10可调。

3）电路中各参数的计算：根据fo=1/(2πRC)，fo=100~1000Hz,C=10Nf,R=1/2πC 

f=3000Hz,R=500Ω，f=100Hz,R=15.9 kΩ选用30kΩ的滑动变阻器，使其从500Ω开始一直到15.9kΩ，就能使频率范围为100Hz~3KHz可调。

系统框图如下：

二、组装与调试   

1、使用的主要元件：电容，滑动变阻器、二极管、电阻、运放LM324、稳压二极管等。

2、调试方法和技巧：由于所有元件都是比较小型的器件，焊接过程先把各元件分类放好避免过压损坏，对于电阻，仔细辨明阻值或用万用表测阻值，标好阻值插于塑料泡沫上，以免焊接后才发现阻值出错，带来不便。由于滑动变阻器R1、R2和R3调到一定的值时，才会产生正弦波，所以在焊接之前最好先调节好它们的阻值。或者在焊接好后用小型起子或镊子旋动调节旋钮比较方便。其中R1和R2是近似相等的，R3是将近5k的。焊接时，焊剂加热挥发产生的化学物质对人体有害，操作时，鼻子不要离烙铁太近，一般鼻子应保持不小于30cm；在不使用电烙铁时，应把其放在右前方的烙铁架上，避免导线等被烫坏，并且在多人的环境中应避免烙铁头对准他人；在使用电烙铁时应注意手的握法，不能用手直接触摸烙铁头，避免手被烫伤。焊接后，若发现未产生波形，应该用万用表重新测试以上几个电阻的阻值，在进行调节。特别要注意芯片的引脚不能短路，否则可能会烧坏芯片。检查电路板中是否有虚焊的，同时注意电路不应该有短路的地方 。

3、若出现不可调节时，则检查是否有滑动变阻器引脚短接了，如是则用烙铁挑开短接处。

八 电路特点及改进方案

通过调节正弦波和方波很容易就调节出来，但是三角波失真比较严重，可以稍微改变下前两个的滑动变阻器的阻值改变正弦波的频率，便可调出无失真三角波。或者将第四个滑动变阻器一脚输入二脚输出，三脚接地，这样更容易调节出需要的波形。

九 收获与体会

在做完此实验后，收获颇大，我感觉自己的知识在学完过久了就忘了比较多，所以在试验设计过程中从新看了相关的书本内容，又有了新的体会，同时有仿真软件可以测试，更加方便的找到设计的缺陷。将所学的知识更好的结合实践，实验设计过程同时也是学习知识的过程，设计中出现了许多意想不到的问题，需要大量的查阅书本和网络才得以解决，跟同学交流解决问题效率提高很快，同时可以学到同学们好多的新颖的实验处理方法，集思广益。焊接部分首先要布好局可以节省链接的导线，使得焊板更加美观又序，节省原料。同时接线少可以减少虚焊点的概率，也便于检查线路错误。总之在试验设计和焊接中多想多看能让自己学习到更多的知识，增强自己的知识应用能力。

附录：参考资料

电子技术基础模拟部分（第五版）主编：康华光

电子电路的Multisim仿真实践  主编：刘桂栋 哈尔滨工业大学出版社

电子线路试验—模拟电路试验  主编：沈小丰  余琼蓉

元件清单（第四个电路的）：