信号发生器实验报告(终).docx
南昌大学实验报告学生姓名：王晟尧学号：6102215054专业班级:通信152班实验类型：口验证口综合口设计口创新实验日期：实验成绩：信号发生器设计一、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。二、设计要求基本性能指标：（1）频率范围IOOHZ1kHz;（2）输出电压：方波p24V,三角波源一p二6V,正弦波4-P>1V°扩展性能指标：频率范围分段设置IOHZ100Hz,IOOHz-IkHz,IkHz1OkHz；波形特性方波冰30S（1kHz,最大输出时），三角波?/2%）,正弦波乙<5%。三、设计方案信号发生器设计方案有多种，图1是先产生方波、三角波，再将三角波转换为正弦波的组成框图。-÷A-a图1信号发生器组成框图主要原理是：由迟滞比较器和积分器构成方波一一三角波产生电路，三角波在经过差分放大器变换为正弦波。方波一一三角波产生基本电路和差分放大器电路分别如图2和图4所示。图2所示，是由滞回比较器和积分器首尾相接形成的正反馈闭环系统，则比较器4输出的方波经积分器4积分可得到三角波,三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波、方波发生器。其工作原理如图3所示。利用差分放大器的特点和传输特性，可以将频率较低的三角波变换为正弦波。其基本工作原理如图5所示。为了使输出波形更接近正弦波，设计时需注意：差分放大器的传输特性曲线越对称、线性区越窄越好；三角波的幅值Vm应接近晶体管的截止电压值。图4三角波一正弦波变换电路图5三角波一正弦波变换关系在图4中，RP1调节三角波的幅度，RPz调整电路的对称性，并联电阻Re2用来减小差分放大器的线性区。C1,C2、C3为隔直电容，C4为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出波形。波形发生器的性能指标：输出波形种类：基本波形为正弦波、方波和三角波。频率范围：输出信号的频率范围一般分为若干波段，根据需要，可设置n个波段范围。输出电压：一般指输出波形的峰-峰值*p。波形特性：表征正弦波和三角波特性的参数是非线性失真系数乙和;表征方波特性的参数是上升时间3四、电路仿真与分析1.电路图参数计算比较器A1与积分器A2的元件参数如下;&=2KQ,4=5KQ,Ri6=50K。平衡电阻N=R2(4+N3)p18KQ。而根据输出频率的表达式f=1仁里可以推算出C2、C6、C7,R4以及4（&+氏舄）。2%R15o而当实现频率波段的转换，R4及R15的取值不变。取平衡电阻R5=10KQ。三角波一正弦波电路的参数选择原则是：隔直电容C1、C3、C4要取的比较大，因为输出频率很低，则取C1=C3=C4=470F;滤波电容C5的取值一般视输出波形而定，若含高次谐波成分较多，则C6一般为几十皮法至0.1"。R18=100与R7=100Q相并联，以减少差分放大器的线性区。I：；：.12VVCC：；设计思路：依据输出三角波的峰一峰值就是比较器的门限宽度，即：%2pp=T=XVC0，积分电路的输出地电压Ug从.上升到K+所需的时间是R3+RP1震荡周期的一半，即在7/2时间内的Ug变化量等于2尸尸。同时可以得知，方波一三角波的频率为f="八）厂E并根据所需频率范围所需的各项设置要求,4（E+R舄）。2r2由此我们就可以算出元件大致参数O:VEEI12V3.差分单元电路图>>1J差分放大器采用BJT单端输入一单端输出差分放大器。由于方波的幅度接近电源电压，所以取电源电压+V8=+12匕-VE£=-12V。差分放大器的静态工作点可通过观察传输特性曲线、调整RP7及电阻R13来确定。4.具体要求波形及参数要求输出电压:方波4"W24V,三角波/p=6V,正弦波“.piv°IiCI方波三角波正弦波22.6V5.19V8.72V各频率调节范围表格:频率峰峰电压失真10"100Hz18.6Hz3.47V5.707%42.5Hz8.26V5.776%IOOHz9.09V1.968%1001KHz115Hz5.37V5.128%482Hz5.6V4.667%955Hz8.67V6.115%1K10KHz1.42KHz2.13V4.135%以下为具体波形：(1)、IkHz1OkHz:OGITA1fSTORAGEOSQ1IoSCOPE黑雷”MPos:OsMEASURE-CHI-Pk-Pk22.4VCH2Pk-Pk22.4V-CH3Pk-Pk2.13V-CH3Freq1.43kHzICH1SoVCH250VM5ms1.JCH3!1RiseTinre11270usCH193uV-QiiPOWER(2) 、IoOHZ1kHz:wHTrig'dMPos:QsMEASURE!aAriVMwKUIoIM1.WNMMWW1Umxm3wQoaooCHIPk-Pk22.5VCH2Pk-Pk5VCH3Pk-Pk6.52VCH3Freq143UZ-CH3RiseTime2.19msCH150VCH2SVM10msCH155.4uVO1(3) 、IOHZ100Hz:kfO1iXII)S21)24揭吊?骗温OSQ11OSCOPE兜次"Oooooo>Q五、心得总结通过这次课程设计，使我更加扎实掌握了有关电子技术方面的知识，他不仅给了我很多专业知识和专业技能上的提升，同时设计让我感触很深。通过这次课程设计,我掌握了常用元件的知识和测试，熟悉了常用仪器、仪表，了解电路的连线方式以及如何提高电路的性能等等，掌握了电路参数的设计与思考。
