函数信号发生器的设计和调测实验报告

时间：2025-05-02

模电实验报告

函数信号发生器的设计和调测

实验报告

学院：信息与通信工程学院姓名：刘逸群班级：2010211117 学号：10210507

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一、摘要

方波与三角波发生器由集成运放电路构成，包括比较器与RC积分器组成。

方波发生器的基本电路由带正反馈的比较器及RC组成的负反馈构成；三角波主要由积分电路产生。三角波转换为正弦波，则是通过差分电路实现。该电路振荡频率和幅度便于调节，输出方波幅度大小由稳压管的稳压值决定，方波经积分得到三角波；而正弦波发生电路中两个电位器实现正弦波幅度与电路的对称性调节，实现较理想的正弦波输出波形。

二、关键词：函数信号发生器方波三角波正弦波

三、设计任务要求：

（1）基本要求：

a) 设计制作一个可输出正弦波、三角波和方波信号的函数信号发生器。 1）输出频率能在1-10KHz范围内连续可调，无明显失真； 2）方波输出电压Uopp=12V，上升、下降沿小于10µs，占空比可调范围30%-70%；

3）三角波UOPP=8V； 4）正弦波Uopp≥1V。 b）

设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用PROTEL软件绘制

完整的电路原理图（SCH） (2) 提高要求：

a） b） c）

三种输出波形的峰峰值Uopp均可在1V-10V范围内连续可调。三种输出波形的输出阻抗小于100Ω。

用PROTEL软件绘制完整的印制电路板图（PCB）。

(3) 探究环节：

a) 能否提供使所设计函数信号发生器显示出当前输出信号的种类、大小和频率的实验演示或详细设计方案；（提示：三种波形从同一个端口输出，再用发光管之类的东西指示当前输出波形）

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b) 能否提供其他函数信号发生器的设计方案？如果能提供，请通过仿真或实验结果加以证明。

四、设计思路与总体结构框图

1、原理框图：

实验设计函数发生器实现方波、三角波和正弦波的输出，其可采用电路图有多种。此次实验采用迟滞比较器生成方波，RC积分器生成三角波，差分放大器生成正弦波。除保证良好波形输出外，还须实现频率、幅度、占空比的调节，即须在基本电路基础上进行改良。

由比较器与积分器组成的方波三角波发生器，比较器输出的方波信号经积分器生成三角波，再经由差分放大器生成正弦波信号。其中方波三角波生成电路为基本电路，添加电位器调节使其频率幅度改变；正弦波生成电路采用差分放大器，由于差分放大电路具有工作点稳定、输入阻抗高、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。

2、系统的组成框图

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五、分块电路与总体电路的设计：

1、方波-三角波产生电路

上图所示为方波-三角波基本产生电路。

由于采用了运算放大器组成的积分电路，可得到比较理想的方波和三角波。该电路振荡频率和幅度便于调节，输出方波幅度的大小由稳压管的稳压值决定，即限制在±（UZ+ UD）之间。

方波经积分得到三角波，幅度为Uo2m =±R1/Rf*(Uz + UD) 改变R1与Rf的比值可调节Uo2m的大小

方波和三角波的振荡频率相同，为f = 1/T =αRf/4R1R2C

式中α为电位器的滑动比（即滑动头对地电阻与电位器总电阻之比）。调节

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电位器可改变振荡频率。

电路元件的确定: