音频正弦波信号发生器

1目录引言..................................................................................................................................................4一、设计方案的比较和选定...........................................................................................................41.1方案比较...........................................................................................................................41.2方案选择...........................................................................................................................3二、设计思路...................................................................................................................................62.1结构框图...........................................................................................................................62.2版块说明............................................................................................................................62.2.1选频网络.................................................................................................................62.2.2第一级放大电路.....................................................................................................82.2.3LM386功率放大....................................................................................................82.3电源部分............................................................................................................................9三、PCB板制作及元件的焊接....................................................................................................93.1电路原理图的绘制...........................................................................................................93.2电路板的制作流程.........................................................................................................103.3安装焊接...........................................................................................................................7四、调试...........................................................................................................................................7五、实验数据测量.........................................................................................................................12六、出现的问题及其解决方案.......................................................................................................8七、总结...........................................................................................................................................9参考文献...........................................................................................................................................9附录一...............................................................................................................错误!未定义书签。附录二............................................................................................................................................17附录三............................................................................................................................................18附录四............................................................................................................................................192音频正弦波信号发生器设计引言随着21世纪的到来，世界将进入信息时代，作为其发展基础之一的电子技术必将以更快的速度发展前进。本系统以LM386，LM358为核心器件制作一种信号发生器，可以产生稳定的正弦波形。该电路是一种基于运算放大器的文氏电桥正弦波发生器。经测试，该发生器能产生频率为10-100Hz、100-1KHz、1K-10KHz范围内的正弦波，且能在较小的误差范围内限制振幅。最大优点是制作成本较低。LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。关键字：正弦波、信号发生器、LM386、LM358一、设计方案的比较和选定1.1方案比较方案一：本设计主要是文氏电桥产生正弦波,经LM358高输入阻抗运算放大器，通过NPN型三极管放大功率输出波形。接入正负12V电源二极管和电容滤除杂波后给整个电路供电。方案二：该方案由RC振荡产生正弦波，经LM358高输入阻抗运算放大器，通过三极管和达林顿管组合进行功率放大。方案三：由RC振荡电路产生正弦波，经LM358高输入阻抗运算放大器，和LM386音频集成功放，后输出稳定的正弦波。通过双电源供电和滤波电路滤波以提供单向直流电源。通过外围电路我们可以对产生的信号进行频率，幅度的调节，为此我们设计了三个波段作为频率的粗调，在以开3关阵列进行细调校正。同时我们还设计了正弦波的幅度调节低通滤波器。1.2方案选择经比较三种方案都能产生稳定的正弦波，但方案一不能进行幅度调节，容易造成严重失真；方案二中含有达林顿管成本高，也会造成失真；方案三能弥补上面两种方案的缺点，输出幅度能连续可调，不易造成失真，同时整个电路简单，所用器件通用性强，且成本低，输出结果可靠稳定，更适合于我们的设计要求。最终决定选择方案三。二、设计思路2.1结构框图振荡电路产生正弦波形阻抗运算放大器放大功率放大输出反馈选频网络放大器放大器U042.2版块说明2.2.1选频网络由RC振荡电路产生正弦波如下图。该选频网络由三个频段组成，通过调节档位开关选择所需频段。通过调节R1A和R1B达到频率细调的作用。通过正反馈起振，负反馈稳频，产生正弦波。2.2.2第一级放大电路LM358高阻运放与RC振荡电路组成反馈网络，形成正反馈系统，起振。dof基本放大器A反馈网络FXX52.2.3LM386功率放大引脚2为反相输入端，3为同相输入端；引脚5为输出端；引脚6和4分别为电源和地；引脚1和8为电压增益设定端；使用时在引脚7和地之间接旁路电容，通常取10μF。LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器。应用简单；静态功耗低，约为4mA，可用于电池供电；工作电压范围宽，4-12Vor5-18V；外围元件少；电压增益可调，20-200。2.3电源部分采用正负12V双电源供电，二极管单向导通，防止交流电影响电路；两个滤波电容滤除杂波，以免影响实验结果。6三、PCB板制作及元件的焊接3.1电路原理图的绘制在各单元电路设计的基础上，用Protel99SE软件画出单元电路，再把各个单元电路连接起来，画出符合软件要求的系统整体逻辑电路图。系统整体电路设计完成后，对系统整体进行仿真，验证设计的正确性。通过查阅数字电路器件手册或网络，掌握所选电子元器件，尤其是中大规模集成电路的性能、引脚定义以及封装形式，明确各器件的输入端、控制端对信号的要求和输出信号的特点。画出电路图后，检查无误就对每个器件进行封装，再生成PCB文件，设置好焊盘的大小；采用80mil的焊盘，元件的尺寸大小后按照原理图把器件的位置摆放规范，设置好布线规则，一般先用35mil，地线和电源线用40mil。在设置成单层板后就可以布线了，布完线后检查无误就能做电路板了。如下图：3.2电路板的制作流程1)在PCB文件中量好要制作的电路板的长和宽，得到尺寸后制作规定要求的单层板；2)把板子放在打孔机的针头下方，固定好板子，调节好距离，然后打出需要的针孔。3)打印出PCB图纸，将打印好的图纸与板子上的针孔在对孔机上对好针孔，然后固定纸与板子位置。4)把板子放到加热机上走四次，拆掉板子上的纸，看板子上是否有短线，如果有短线就用油笔画好线，一切确认无误后就放到腐蚀池中把多余的铜腐蚀等几十分钟后就能得到电路板了，最后洗干净涂上松香板子就做好了。73.3安装焊