音频函数发生器

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电子线路综合设计报告课题名称函数发生器设计专业班级电子1103班课题组长李颗11401140302课题组成员郑尚娣11401140301陈博贤11401140319指导教师陈坚完成时间2014年5月《电子线路综合设计》任务书一、任务设计并制作一个音频函数发生器二、基本要求1.输出波形:方波、三角波、正弦波;2.输出电压:方波输出电压Vp-p(max)=24V,三角波Vp-p(max)=8V,正弦波Vp-p(max)=4V,三种波形均幅度可调;3.波形频率:f=10HZ-100kHz可调。三、提高部分1.安装自己设计的电路(1)检查元器件(2)对电路进行组装:按照自己设计的电路,在PCB板上插接元器件并焊接。焊接完毕后,应对照电路图仔细检查,看是否有错接、漏接、虚焊的现象。2.通电调式(1)通电测试:对安装完成的电路板的参数及工作状态进行测量,以便提供调整电路的依据。(2)通电调试:经过反复的调整和测量,使电路的性能达到要求。3.书写设计报告摘要在我们的学习生活中,尤其是电器类学习中经常用到函数信号发生器,我们一般只会用到其中几种比较常见的波,例如正玄波,方波,三角波。其实它还能产生很多的其它的波形,而其中很多波对我们的电子电路等的研究有比较大的作用,所以我们掌握它的设计方法以及原理有很大的实际意义。本设计以IC8038核心器件制作的一种函数信号发生器,制作成本较低。适合学习电子技术测量使用。ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路,只需要个别的外部元件就能产生从0.001Hz~30KHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。另外由于该芯片具有调制信号输入端,所以可以用来对低频信号进行频率调制。函数信号发生器根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,其电路中使用的器件可以是分离器件,也可以是集成器件,产生方波、正弦波、三角波的方案有多种,如先产生正弦波,根据周期性的非正弦波与正弦波所呈的某种确定的函数关系,再通过整形电路将正弦波转化为方波,经过积分电路后将其变为三角波。也可以先产生三角波-方波,再将三角波或方波转化为正弦波。随着电子技术的快速发展,新材料新器件层出不穷,开发新款式函数信号发生器,器件的可选择性大幅增加,例如ICL8038就是一种技术上很成熟的可以产生正弦波、方波、三角波的主芯片。所以,可选择的方案多种多样,技术上是可行的。关键词:ICL8038;波形;原理图;常用接法;函数信号发生器ABSTRACTLearninginourlife,especiallythefunctionsignalgeneratorusedappliancescategorylearning,weusuallyusesomecommonwave,suchassinewave,squarewave,trianglewave.Infact,itcanalsoproducemanyotherwaveform,whichalotofwaveofourelectroniccircuithasabiggerrole,sowehavegreatpracticalsignificanceinitsdesignmethodandprinciple.AfunctionsignalgeneratorofthedesignforIC8038corecomponents,lowproductioncost.Suitableforthestudyofelectronictechnicalmeasurement.ICL8038isaprecisionoscillatorintegratedcircuitwithavarietyofwaveformoutput,onlyindividualexternalcomponentscanproducefrom0.001Hz~30KHzlow-distortionsinewave,trianglewave,squarewavepulsesignal.Theoutputwaveformfrequencyanddutycyclecanalsocontrolbycurrentorresistance.Becausethechiphasmodulationsignalinput,socanbeusedforfrequencymodulationforlowfrequencysignal.Functionsignalgeneratoraccordingtodifferentpurposes,afunctiongeneratortoproducethreeormorekindsofwaveforms,devicesusedincircuitcanbeaseparationdevice,andcanalsobeintegrateddevice,generatesasquarewave,sinewave,trianglewave,avarietyofprograms,suchastogeneratesinewave,accordingtothefunctionofsomenonsinewaveandsinusoidalperiodicwhichisdeterminedbytheshapingcircuit,thesinewaveintoasquarewave,theintegralcircuittoturnitintoatrianglewave.Youcanalsogeneratetrianglewave,squarewave,trianglewave,squarewaveandsinewaveorinto.Withtherapiddevelopmentofelectronictechnology,emergeinanendlessstreamofnewmaterialsandnewdevices,thedevelopmentofnewtypeoffunctionsignalgenerator,devicescanbeselectivelyincreasedsubstantially,forexampleICL8038isatechnicallymaturecanproducesinewave,squarewave,themainchipofthetriangularwave.So,canchoosethevariety,technologyisfeasible.Keywords:ICL8038;waveform;schematics;commonlyusedmethod;functionsignalgenerator目录1绪论······························11.1简易信号发生器简介····················1错误!未定义书签。.2项目可行性研究··············12方案论证····························2方案一·····························2方案二·····························2方案三·····················错误!未定义书签。方案四·····················错误!未定义书签。3理论分析与设计方案的建立····················43.1ICL8038工作原理·····················43.2ICL8038组成函数发生器的应用···············64电路设计说明··················错误!未定义书签。4.1电路原理图················错误!未定义书签。4.2原理说明·························74.3电路参数的选择······················85设计误差分析及总结...............................................95.1设计课题的仿真结果.........................................95.2设计课题的误差分析........................................105.3设计总结..................................................116电路安装与调试..................................................126.1电路安装..................................................126.2性能测试与分析............................................12小结...............................................................13元件清单...........................................................14参考文献...........................................................15致谢...............................................................16附录A实物图....................................................17附录B原理图....................................................18附录CPCB图.....................................................1911绪论1.1简易信号发生器简介函数信号发生器,也叫简易信号发生器,它能输出稳定的正弦波、三角波、方波,且输出频率在100Hz~1KHz范围内连续可调,输出电压幅度在0~5V连续可调,由正负12V直流稳压电源供电。它由振荡电路,比较器,积分器,反相器等基本电路组成的,通过调节电容或者电阻改变波形的频率和幅值。本课题设计对函数发生器的几个设计方案进行了分析比较,最终采用芯片ICL8038构成函数信号发生器电路,LM358构成放大电路,可同时输出符合要求的方波、三角波和正弦波,频率调节范围大,正弦波失真小,制作简单,价格低廉,使用方便。1.2项目可行性研究函数信号发生器根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,其电路中使用的器件可以是分离器件,也可以是集成器件,产生方波、正弦波、三角波的方案有多种,如先产生正弦波,根据周期性的非正弦波与正弦波所呈的某种确定的函数关系,再通过整形电路将正弦波转化为方波,经过积分电路后将其变为三角波。也可以先产生三角波-方波,再将三角波或方波转化为正弦波。随着电子技术的快速发展,新材料新器件层出不穷,开发新款式函数信号发生器,器件的可选择性大幅增加,例如ICL8038就是一种技术上很成熟的可以产生正弦波、方波、三角波的主芯片。所以,可选择的方案多种多样,技术上是可行的。22方案论证方案一可先产生方波-三角波,再将三角波变成正弦,如图1所示。图1由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波,三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定,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。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。方案二此方案可先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变成方波,再由积分电路将方波变成三角波;由文氏电桥产生正弦振荡,然后通过比较器得到方波,方波积分可得三角波,如图2所示。图2这一方案为一开环电路,结构简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