多种波形发生器 - 设计论文

《电子技术》 课程设计说明书

题目名称：多种波形发生器的设计 姓 名：xxx 学 号：xxx 班 级：xxx 指导教师：xxx

2013年 1 月 4 日

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摘要

波形发生器是一种能够产生大量标准信号和用户定义信号，具有高精度、可重复性、易操作性、对频率、幅值、相移、波形进行动态及时的控制的一类新型信号源。 本设计的设计方案是把滞回比较器和积分器首尾相接组成一个正反馈闭环系统，则比较器输出的方波经过积分器可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成法波；三角波—正弦波的转换电路主要由差分放大电路来完成，差分放大电路具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力强等优点。特别是作为直流放大器，可以有效抑制零点漂移，因此可以将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。

关键词：信号源；滞回比较器；积分器；波形发生器

多种波形发生器的设计背景

波形发生器是随着众多领域对于复杂的、可由用户定义的测试波形的需要而形成和发展起来的，它的主要特点是可以产生任何一种特殊波形，输出信号的频率、电平以及平滑低通滤波的截至频率也可以作到程序设置，因此在机械性能分析、雷达和导航、自动测试系统等方面得到广泛的应用。而对AWG的控制、数据传输、输出信号的频率和电平设置都可以通过微机打印口在EPP工作模式下设计完成。这样不仅具有设计简单，占用微机资源较少的优点，而且操作简单，使用方便，易于硬件升级。

波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，具有高精度、可重复性、易操作性、连续的相位变换和频率稳定性，还可以对频率、幅值、相移、波形进行动态及时的控制。随着不断进步的计算机技术和微电子技术在测量仪器中的应用而形成和发展起

来的一类新型信号源。

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目 录

1. 摘要………………………………………………………………2 1. 设计目的…………………………………………………………4 2.设计任务、要求及设计内容………………………………………4 2.1任务………………………………………………………4 2.2要求………………………………………………………4 2.3设计方案………………………………………………………5 3. 多种波形发生器原理电路设计……………………………………5 3.1 各方案原理框图及论证 ………………………………………5 3.2电路图和接线图及工作原理……………………………………6 3.3各部分电路设计…………………………………………………8 3.4 电路的参数选择及计算……………………………………………13 3.5 电路仿真………………………………………………………15 3.6系统仿真结果、数据分析和处理结果、报告………………………17 3.7 方波---三角波发生电路的实验结果………………………………19 3.8三角波---正弦波发转换电路的实验结果……………………………19 3.9 实测电路波形、误差分析及改进方法……………………………20 4. 仪器仪表明细清单…………………………………………………20 5. 总结……………………………………………………………21 6. 主要参考文献……………………………………………………21

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一、设计目的

（1）对波形的产生及与变换电路有关的电子电路知识有大致的理解。 （2）能对多种波形信号输出的波形发生器有一定的认识，知道其功用。 （3）通过平日的学习，找到正弦波等振荡电路的振荡条件。

（4）学会使用EDA软件Multisim对电子电路进行仿真设计，并准确画出框图 （5）学习波形产生、变换电路的应用及设计方法以及主要技术指标的测试方法。 （6）提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，学会撰写课程 设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

二、设计任务、要求及设计内容 2.1任务

设计并制作能产生方波、三角波及正弦波等多种波形信号输出的波形发生器。

2.2要求 2.2.1技术要求

（1）通过发挥自己的创造性，有所发挥，并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果 良好：

（2）输出的各种波形工作频率范围0.02Hz~20kHz连续可调； （3）正弦波幅值?10V，失真度小于1.5%； （4）方波幅值?10V； （5）三角波峰—峰值20V； （6）设计电路所需的直流电源； （7）用EDA软件设计；

2.2.2设计要求

（1）分析设计要求，明确性能指标。构思出各种总体方案，绘制结构框图。 （2）确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、并 考虑器件的来源，敲定可行方案。

（3）设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设 计。

（4）组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右 出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。

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