【正文】 精度、帶寬、波形種類及程控方面都已不能滿足許多方面實(shí)際應(yīng)用的需求。 在這次的課程設(shè)計中，非常感謝老師及同學(xué)給我的幫助，得到你們的幫助，我才能如此成功，謝謝！ 由于時間倉促及我的水平有限，文檔內(nèi)容難免有錯，敬請老師提出批評并指正。 學(xué)會安裝和調(diào)試分立元件與集成電路組成的多級電子電路小系統(tǒng)。 5 第 2 章 簡易函數(shù)發(fā)生器 簡易函數(shù)發(fā)生的基本介紹 簡易 函數(shù) 信號發(fā)生器， 也叫函數(shù)發(fā)生器， 它能輸出方波、 鋸齒波、三角波及正弦波四種 波形，由 雙電源或單電源 供電。 用集成電路實(shí)現(xiàn)的信號波形發(fā)生器與其它信號波形發(fā)生器相比，其波形質(zhì)量、幅度和頻率穩(wěn)定性等性能指標(biāo)，都有了很大的提高。 簡易函數(shù)發(fā)生器的簡單應(yīng)用 簡易函數(shù)發(fā)生器 廣泛地應(yīng)用于電子電路、自動控制系統(tǒng)和教學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。另外由于該芯片具有調(diào)制信號輸入端，所以可以用來對低頻信號進(jìn)行頻率調(diào) 節(jié)，設(shè)計 具有線路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、價格低廉、性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)。 6 第 3 章 提出、分析、確認(rèn)方案及其論 證 函數(shù)發(fā)生器能自動產(chǎn)生正弦波、三角波、方波及鋸齒波 等電壓波形，其電路中使用的器件可以是分立器件（如低頻信號函數(shù)發(fā)生器 S101 全部采用晶體管），也可以是集成電路（如單片集成電路函數(shù)發(fā)生器 ICL8038）， 所以可確定多種 多樣的 方 案。但是對于三角波的產(chǎn)生則有一定的麻煩，因?yàn)轭}目要求有 10 倍的頻率覆蓋系數(shù)，然而對于積分器的輸入輸出關(guān)系為： dtvRCdtiCv io ?? ???? 11 顯然對于 10 倍的頻率變化會有積分時間 dt 的 10 倍變化從而導(dǎo)致輸出電壓振幅的 10 倍變化。 〖方案二〗 也 可先產(chǎn)生三角波 方波，再將三角波變成正弦波。該電路的優(yōu)點(diǎn)是： a、 線性良好、穩(wěn)定性好； b、 頻率易調(diào)，在幾個數(shù)量級的頻帶范圍內(nèi)，可以方便地連續(xù)地改變頻率，而且頻率改變時，幅度恒定不變； c、 不存在如文氏電橋那樣的過渡過程，接通電源后會立即產(chǎn)生穩(wěn)定的波形； d、 三角波和方波在半周期內(nèi)是時間的線性函數(shù)，易于變換其他波形。 b、構(gòu)成的電路簡單，所用的元件少，布線容易。 〖方案四〗 用單片機(jī)和 A/D 轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)，編寫相應(yīng)的程序即可實(shí)現(xiàn)。 我們對 幾個方案的 認(rèn)真 比較，我們可以發(fā)現(xiàn)對于我們現(xiàn)在來說方案三 為最優(yōu)方案，其設(shè)計方法簡單，元器件較少，而且能同時產(chǎn)生幾種波形 ，可以較好地 減少波形失真；方案一的設(shè)計電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 元器件多，而且波形是分段產(chǎn)生的這樣就容易引起波形失真，但是其設(shè)計方法清晰，元器件便宜，有一定的可取性；方案 二的設(shè)計介于兩種設(shè)計方案之間，其設(shè)計電路比方案一簡單比方案三 復(fù)雜，元器件比方案一少比方案 二多，電路引起的波形失真也介于兩個方案之間；而方案四我們很明顯地看出來 有著其它方案不具備的優(yōu)點(diǎn) ， 但這需要 我們 自己 編寫相應(yīng)的 程序 ， 就要求我們的 EDA 技術(shù)基礎(chǔ)達(dá)到一定的水平 ， 而且 我們對 單片機(jī)了解極小，帶來了一定的困難， 因此我們沒有采取這種方案。電壓比較器 C C2 的門限電壓分別為 2VR/3 和 VR/3（ 其中VR=VCC+VEE），電流源 I1 和 I2 的大小可通過外接電阻調(diào)節(jié)，且 I2 必須大于 I1。當(dāng) vC 下降到 vC≤VR/3 時，比較器 C2輸出發(fā)生跳變，使觸發(fā)器輸出端 Q 又由高電平變?yōu)榈碗娖剑?I2 再次斷開， I1 再次向 C充電， vC 又隨時間線性上升。三角波經(jīng)正弦波變換器變成正弦波后由腳 2 輸出。此外，該器件的方波輸出端為集電極開路形式，一般需在正電源與 9 腳之間外接一電阻，其值常選用 左右，如圖 33 所示。 在圖 33 中，當(dāng) RP1 動端在中間位置，斷開管腳 8 與 7 之間的連線，若在 +VCC 與VEE 之間接一電 位器 ，使其動端與 8 腳相連，改變正電源 +VCC 與管腳 8 之間的控制電壓（即調(diào)頻電壓），則振蕩頻率隨之變化，因此該電路是一個頻率可調(diào)的函數(shù)發(fā)生器。 C2 、 RA、 RA、 Rp2：電阻 RA 和 RB 及電容 C2 構(gòu)成調(diào)頻回路。這里取 R1=20KΩ， Rp1=10KΩ。 7 腳和 8 腳短節(jié)可以使 頻率調(diào)節(jié)電壓偏置一定，所以函數(shù)信號的頻率和占空比由 RA、 RB 和 C2 決定，其頻率為 f，周期 T， t1 為振蕩電 容充電時間， t2 為放電時間。 第 6 章 電路的 EDA 實(shí)現(xiàn)及其仿真分析 在這里我們主要對 此實(shí)驗(yàn)的輸出瞬時進(jìn)行了分析， 通過在 1K～ 10K 的范圍內(nèi)對電位器Rp1 的調(diào)節(jié)，我們可以得到頻率覆蓋 1K～ 10KHz的各輸出波形。該方法適于課程設(shè)計中采用。 電子電路一般 檢查與 調(diào)試步驟： 通電前檢查 電路安裝完畢 ， 首先直觀檢查電路 各部分接線是否正確 ， 檢查電源、地線、信號線、元器件引腳之間有無短路 ， 器件有無接錯。調(diào)試順序按信號的流向進(jìn)行 ， 這樣可以把前面調(diào)試過的輸出信號作為后一級的輸入信號 ，為最后的整機(jī)聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。把每個元件引腳的連線一次查清，檢查每個去處 17 在電路圖上是否存在，這種方法不但可以查出錯線和少線，還容易查出多線。觀察有無異常現(xiàn)象，包括有無元件發(fā)熱，甚至冒煙有異味電源是否有短路現(xiàn)象等；如有此現(xiàn)象， 應(yīng)立即斷電源，待排除故障后才能通電。一般情況下，直流為交流服務(wù)，直流是電路工作的基礎(chǔ)。通過調(diào)試，最后檢查功能塊和整機(jī)的各種指標(biāo)是否滿足設(shè)計要求，如必要再進(jìn)一步對電路參數(shù)提出合理的修正。輸出波形如圖 51 所示： 圖 51 三角波的測試 將示波器輸入端接 3腳，可得到三角波輸出波形 ，由于三角波的幅度可調(diào)， 可得到三角波的 Vpp 為： 。因?yàn)?，若測量儀器輸入阻抗小，則在測量時會引起分流給測量結(jié)果帶來很大的誤差。 （ 5）調(diào)試過程中，不但要認(rèn)真觀察和測量，還要于記錄。因?yàn)橹匦掳惭b的線路仍可能存在各種問題。 數(shù)據(jù) 波形 頻段選擇 C2=4700PF(f=1k~10kHz) C2= F(f=100~1kHz) 檔位 10 1 三 角 波 f（頻率） 4000Hz Hz Vpp 800mV Vmax 440mV Vmin 360mV 占空比 50% % 方 波 f（頻率） 4008 Hz Hz Vpp Vmax 811mV Vmin 718mV 占空比 % 50% 正 弦 波 f （頻率） 4000 Hz Hz Vpp 5V 540mV Vmax 286mV Vmin 168V 占空比 % % 在數(shù)據(jù)的測試當(dāng)中，我們可以看出正弦波的失真度比較大，在測頻率 1~100Hz 時，整個電路所測出的波形都有很大的失真，故不測出其結(jié)果。其實(shí)道理也是如此的，我們組用 ICL8038 正考慮到 了 這點(diǎn) ，這樣一來， 當(dāng) 我 們 完成實(shí)物后再去測試時， 就帶給了一個很好的方便，這就是在示波器上顯示的波形是很清晰，失真度小，一般不要人去仔細(xì)而耐心地調(diào)出好的波形。 它可 可輸出正弦波、方波、三角波 以及鋸齒波等 ，輸出波形穩(wěn)定清晰，信號質(zhì)量好， 失真度小 。 其次 通過這次課程設(shè)計，使 我 切實(shí) 知道了怎樣畫 好 PCB 板 圖和電路的 EDA 實(shí)現(xiàn)及仿真分析。 這是我第一做 課程設(shè)計 ，即使有好多地方我做得不好或幸至不知，但我自己有恒心，有信心把它做得更好，在這些日子里，我慢慢地做、學(xué)、問， 我得到許