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：验证综合设计创新实验日期: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100Hz-IkHz;（2）输出电压：方波24V,三角波4=6V,正弦波“DIV。扩展性能指标：频率范围分段设置10Hz100Hz,100Hz-IkHz,IkHz-IOkHz;波形特性方波*30US（1kHz,最大输出时），三角波g<2%,正弦波r<5K三、设计方案信号发生器设计方窠有多种，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。比较R租分H-一卜分放大斗图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-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。图3比较器传输特性和波形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V.应接近晶体管的截止电压值。图4三角波正弦波变换电路图5三角波一正弦波变换关系在图4中，RPl调节三角波的幅度，RPz调整电路的对称性，并联电阻Rez用来减小差分放大器的线性区。G、C2、&为隔直电容，&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%”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r.和心；表征方波特性的参数是上升时间tro四、电路仿真与分析1.电路图参数计算比较器Al与积分器A2的元件参数如下;由 即=MzLu%得%2M"3 +及16 %C-, 取4& =2KC,R =5K,R6=50KC。平衡电阻凡=& (& + %)= L8KC Q而根据输出频率的表达式f=A上R"可以推算出C2、C6、C7,R4以及4（叫+世）G弓R5o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Cl、C3,C4要取的比较大，因为输出频率很低，则取Cl=C3=C4=470/zF;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0.1ytzF。R18=100Q与R7=100Q相并联，以减少差分放大器的线性区。2.三角波方波单元电路图设计思路：依据输出三角波的峰一峰值就是比较器的门限宽度，即：Vn2pp=V7.=-2Vcc,积分电路的输出地电压Us从%-上升到岭+所需的时间是震荡周期的一半，即在T/2时间内的Ug变化量等于%2"。同时可以得知，方波一三角波的频率为f=?鸟土空,并根据所需频率范围所需的各项设置要求，4（凡+火鸟）6鸟由此我们就可以算出元件大致参数3.差分单元电路图差分放大器采用BJT推端输入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+Vcc=+12V,-%e=-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JkQ要求输出电压：方波Gl)W24V,三角波/1)=6V,正弦波%1)>1V。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10OoHZ18.6Hz3.47V5.707%42.5Hz8.26V5.776%100Hz9.09V1.968%100'IKHz115Hz5.37V5.128%482Hz5.6V4.667%955Hz8.67V6.115%IiClOKHZ1.42KUz2.13V4.135%Uktronix InS 2()24 淋髓娜能 SCIIO O以下为具体波形：(1).IkHz-IOkHz:eironxIDS2uz4温能警。攵肚。北JrQki POWER (2) , IOOHz-IkHz:OQOOO(3) 、 10Hz100Hz:"Mr“n,x 11)S 2024 限能唱喘心“,"“-“,< 汽:00O0五、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。
