PAGE\*MERGEFORMAT9模拟电子技术基础课程设计课题多波形发生器设计与实现学校北京工业大学耿丹学院指导教师班级信息系学号学生姓名同组同学电话日期:2011-7-11课题：多波形发生器的设计与实现设计要求:采用“运放”器件和分立元件以及阻容元件设计，制作完成课题规定的任务，不得使用BG8038单片多波形发生器器件输出波形：正弦波、矩形波（方波）、三角波输出频率范围：40Hz~1.6KHz连续可调，手动调节输出波形（幅度基本稳定）：正弦波>=10V矩形波>=6V制作要求：在实验板上完成所设计的电路组装与调试，达到设计要求。函数发生器各功能模块的设计与调试RC文氏桥正弦波振荡电路要求：（1）设计一个振荡频率f0=1000HZ的RC正弦波振荡电路。放大器部分采用的是μA741。（2）组装并调试，使振荡器输出正弦波。（3）在输出波形稳定且不是真的前提下，测量输出电压的幅值和频率。根据实测值检验电路是否符合设计要求，进行调试。（4）改变有关参数使振荡器频率发生变化，并测量变化后的频率值。2、确定电路的结构并根据要求计算电路中的元件个数，然后进行电路的组装并测试。（1）参考电路（如下图1）正弦波发生器电路由运放A1与R、R2、R3和RP、D1、D2、C1、C2组成。图1正弦波生器电路图（2）确定或计算元件参数。eq\o\ac(○,1)根据文氏桥的特点和相位平衡条件以及幅度平衡条件，可以确定电路的振荡频率f0和起振条件。令R1=R2=R,C1=C2=C则振荡频率为f0=1/(2πRC)由于文氏桥的传输特性在f=f0时的输出为输入的1/3，因此按照起振条件要求放大器的放大倍数大于等于3，于是根据电路RP+(Rf//rd)>=2R3。其中rd是D1D2正向导通时的动态电阻应该很小，因此只要适当调节RP起振条件很好实现。eq\o\ac(○,2)根据设计要求的f0计算R和C的值f0=1/(2πRC)，设计要求f0=1000HZ，给定R的值即R=1.5KΩ可算C=1/(2πRf0)=1/(2*3.14*1000*1.5*1000)=0.0106μF按C的标值系列可取C=0.01μF，然后重新计算R=15.9KΩ，按R的标值系列取R=1.6KΩ。注意：为了使振荡稳定性好，应取阻值和容值稳定性好的阻容元件。eq\o\ac(○,3)确定R3和RF的值从以上分析已知RF=RP+(Rf//rd)>=2R3时即可起振，实际中，根据经验可取RF=2.1R3，这样既可保证电路可以稳定起振，又不至于引起波形失真。另外，考虑使用运放时的平衡电阻的要求（同相端有一电阻R接地），须有R=R3//RF的平衡条件，由RF=2.1R3，R=R3//RF,可求R3=23.6KΩ,取R3=24KΩ，则RF=2.1R3=50.4KΩ，取标值为51KΩ。注意：R3和RF的最佳取值还需通过调试最后确定，有时实际采用值和计算值相差还比较大。eq\o\ac(○,4)稳幅电路的作用和参数选择由于器件的误差和温度等因素，振荡电路起振幅度往往不稳定，因此要求负反馈的支路中加入自动稳幅电路。这个电路的作用是根据振荡幅度变化自动调节负反馈量，达到输出幅度稳定的效果。图中D1和D2两只二极管在振荡中总有一个是导通的（正负半周期中），导通电阻rd和Rf并联，当振幅过大时rd减小，负反馈增强，限制了输出的继续增大。反之，当输出幅度减小时rd增大，使负反馈减弱，从而防止输出幅度减小。因此D1，D2可以起到稳幅的作用，D1，D2可以选用温度性比较好的硅二极管。为了正负半周对称，D1，D2要注意参数的匹配。eq\o\ac(○,5)电阻Rf和Rp阻值的确定实验证实，当稳幅二极管的正向导通电阻rd与并联电阻Rf的电阻值差不多，稳幅性能和改善失真的效果较好。一般Rf取几百欧姆到几十千欧姆。Rf确定后，Rp的阻值便可以初步确定。一般Rp=RF-(1/2)Rf，但仍然需要通过实验调整Rf和Rp阻值。（3）“运放”的选择要求：输入电阻高，输出电阻低。但是主要是要选择增益带宽乘积满足：AodfBW>3f0，当f0较低时，上式也容易满足。（4）安装与调试eq\o\ac(○,1)注意焊接前的布线要合理；注意运放的各引脚功能和运放的使用要求。eq\o\ac(○,2)调整时要反复调整Rp使之起振，且失真最小。如果失真严重，则要适当减小Rf和Rp阻值方波—三角波发生器的设计和调试选择电路形式由运放组成的积分电路和滞回比较器组成的方波—三角波发生器电路。图2方波-三角波发生器电路Uo1输出矩形波（方波），Uo2输出三角波。方波幅度由限幅器件稳压管