2015年测控大二小学期实习(地大北京)

分类号密级中国地质大学（北京）本科实习报告题目组合函数信号发生器及波形巡回切换电路的设计与实现学生姓名熊林森学号1010132221学生姓名钮月锋学号1010132227院（系）地球物理与信息技术学院专业测控技术与仪器二零一五年七月摘要这次暑期实习的目的是针对我们学过的模拟电子技术等课程，将所学的理论知识运用到实际。此次小学期实习要求我们自己设计，焊接，调试我们经常要用到的各种信号源电路，如：方波-三角波-正弦波电路，锯齿波-阶梯波电路。本次实习我们自己动手设计电路图，焊电路板，在动手的过程理解电路的原理，在调试、查错的过程中学会运用示波器帮助我们找到错误的根源。让我们自己设计并制作函数发生器，克服了纯理论教学的枯燥，既激发我们的学习兴趣，加深了我们对集成运算放大器、计数器等理论知识的理解，又提高了我们的动手能力，加深了我们对自己专业的了解。关键词：仿真；调制与解调；集成运放；自动切换；焊接ABSTRACTThissummerinternshipwasaimedattheanalogelectronictechnologycourseswehavelearned,andchangethetheoreticalknowledgeintopracticaluse.Theinternshiprequiresustodesign,weldandtest-runavarietyofsignalsourcecircuit,suchas:squarewave-trianglewave–sinusoidcircuit,sawtooth-ladderwavecircuit.Thepracticeofourownhands-ondesignschematics,weldcircuitboards,duringthisprocessweunderstandtheprinciplesofthecircuit.Thedebugging,troubleshootingprocesshelpsustolearnhowtousetheoscilloscopetofindthesourceoftheerror.Ourowndesignandweldafunctiongeneratorovercomingtheboringplaintheoreticalteaching,notonlystimulateourinterestinlearning,deepenourunderstandingofthetheoreticalknowledgeofintegratedoperationalamplifiers,counters,etc.alsoimproveourhands-onabilityandenhanceourunderstandingofourownprofession.Keywords:Emulate;Modulationanddemodulation;Op-ampintegrated;Automaticswitchover;Soldering目录1实习任务及要求.................................................11.1实习任务..................................................11.2技术指标..................................................11.2.1基本部分..............................................11.2.2发挥部分..............................................11.3工作流程..................................................11.4设计提示..................................................12设计过程与方案..................................................22.1方波-三角波产生电路.........................................22.1.1电路原理描述...........................................22.1.2元件值的计算与选择.....................................32.1.3电路仿真...............................................42,2正弦波产生电路..............................................42.2.1电路原理描述...........................................42.2.2元件值的计算与选择.....................................52.2.3电路仿真...............................................52.3锯齿波产生电路..............................................62.3.1电路原理描述...........................................62.3.2元件值的计算与选择.....................................62.3.3电路仿真...............................................72.4阶梯波产生电路..............................................72.4.1电路原理描述..........................................72.4.2元件值的计算与选择....................................82.4.3电路仿真..............................................82.5调幅电路...................................................92.5.1电路原理描述..........................................92.5.2元件值的计算与选择....................................92.5.3载波信号电路仿真.....................................102.5.4调制信号电路仿真.....................................102.5.5乘法器电路...........................................122.5.6振幅调制电路仿真.....................................122.6准时序产生2s，3s的波形自动循环控制电路....................142.6.1电路原理描述.........................................142.6.2元件值的计算与选择...................................152.6.3电路仿真.............................................152.7模拟开关..................................................163测试记录......................................................164实习体会与建议................................................174.1实习体会..................................................174.2建议......................................................18参考文献......................................................18中国地质大学（北京）2015年本科实习报告11实习任务及要求1.1实习任务完成组合函数信号发生器的硬件制作。组合波形包括：正弦波、锯齿波、方波、阶梯波、调幅波。对上述前四种波形进行巡回切换输出；对调幅波进行调幅输出，分别在示波器上进行观测。1.2技术指标1.2.1基本部分1、正弦波、锯齿波、方波、阶梯波的频率均为1000Hz，频率稳定度为1000ppm。2、输出信号的峰峰值为2V，幅度失稳度、波形失真度均小于1%。3、在一个周期内，阶梯波的阶梯不小于3个，阶梯台阶均匀。4、每种波形的巡回切换时间间隔为2S。5、调幅波的包络线频率为100、200、300Hz，载波频率为10000Hz。1.2.2发挥部分对调幅波的包络线进行变频循环输出，频点为100Hz，200Hz、300Hz，循环间隔时间为3S。1.3工作流程1）调研、查找并收集资料；2）画出原理框图；3）单元电路设计与计算；4）绘制电路图；5）列元器件明细表；6）电路焊接与调试；7）撰写设计报告。1.4设计提示电路主要由五个模块组成，包括DC-DC电路、信号产生电路、基准时序产生电路、波形自动循环控制电路、调幅电路。其原理框图如图1。各模块功能如下：1）DC-DC电路。实验室所能提供的供电电压为±12V，而数字电路工作电压为±5V。因而，可用7805和7905实现±5V的工作电压。若需使用±8V，可用7808和7908实现。2）信号产生电路。主要分为：方波-三角波产生电路，低通滤波电路，锯齿波产生电路。可以由积分器和比较器同时产生三角波和方波，其中比较器起电子开关的作用，将恒定的正、负极性的电位交替地反馈至积分器而得到三角波。三角波经低通后可产生正弦波。锯齿波通过比较运算后可得到阶梯波。3）调幅电路。采用10KHz载波信号进行AM调制，对调幅波的包络线进行变频循环输出，频点为100Hz，200Hz，300Hz。4）基准时序产生电路。循环的时间基准由此电路实现。5）波形自动循环控制电路。要求方波、正弦波、锯齿波、阶梯波等均能够自动循环输出，且每种波形显示时间为2S；调幅波能够自动变幅循环输出，各调幅波显示时间为3S。中国地质大学（北京）2015年本科实习报告2图1组合函数信号发生器及波形巡回切换电路原理框图2设计过程与方案2.1方波-三角波产生电路2.1.1电路原理描述如将滞回比较器和积分器首尾相接形成反馈的闭环系统，如图2-1所示，则比较器输出方波经积分器积分后可得到三角波，三角波又经触发器自动翻转形成方波，这样即构成了方波-三角波发生器。图中运用了TL074组成的运放积分电路。调制输出阶梯波锯齿波方波正弦波低通滤波电路方波-三角波产生电路锯齿波产生电路比较及加法运算电路载波信号发生电路100Hz调制信号产生电路200Hz调制信号产生电路300Hz调制信号产生电路模拟开关模拟开关波形自动循环控制电路基准时序产生电路手动开关示波器显示振幅调制电路件K选频电路就波形自动循环控制电路基准时序产生电路中国地质大学（北京）2015年本科实习报告3图2-1方波-三角波发生电路其中，R7控制电路的震荡频率，R5控制方波的幅度，R7控制方波三角波的频率，R6控制三角波的幅度，实际可调。2.1.2元件值的计算与选择电路震荡频率：f=17312)(4CRRRR方波幅值：U’om=zU三角波幅值：Uom=zURR21f=1KHz，根据已有元件选定1C=10nF，kRR1021，则k