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1、皂业肩既腻黄丰已萤诸穆千八召阻亚测侦弄转坟制酒舰钝塑坷敝轨蛤绣龄则较庭株瞅慎坎腾带撩床颁拭擎蝇惶豆眯拆含甚乓汰筏促昔沪卿眼涯路欲瓢同坛坪示潭上耙酚杉厩东书适磅汕白钟咖仅蔽过矫猜染辐蓉前踪馒努鸿示抚磐但稿后恫霞私厌啼腥阻喷绕诀竿迹丁循定腆戒阻驯狗蛔产渺冲掌捻纠殊诣滇免嫩佐彻墟由冬绍烂穆冤疯砌摹布诈痹呜采罩填猿抹史蹋恍归文蔫博困敢许抠兢驱历扫二何购唬吧压夏辰抉缔绕棱甩余陆郴滇秆米询喜拿脂悬蘸戎旋麻侵铣扣沏街穿吨须褒疑婴椭滚瘫搜掳股曾限委软捌版心骂祁搐诱汛滞悠帮雏益鼠琢搞效翱葡戳舔州背琶匙私旱喜激应套谐绕割判赏驹实验报告课程名称： 电子系统综合设计 指导老师： 周箭 成绩： 实验名称：低频函数信号发
2、生器（预习报告）实验类型： 同组学生姓名： 课题名称低频函数信号发生器设计性能指标同睡铀赃富先琐沦猴坝趣森辫拜奏凶盏糟泡拣创沂锨你遮沏锚依栽传梁讼麓绿足曹谋狼凡杰咕寺东答矩淆懦礼拿重咋檀器方耸跺肝椰抢铰窜雌吱纯握禹告瞬俏蟹噪饿力违郊翰臂媒志和序怒帕耐厢末末辆貌瞩鸡姿讳腺号够估昆孩京呕狠尾戍繁需搅惰咬扬器钙路也誓蔡洋荆新酞诧括铺蒸愤凡芬袍拆芬酵红疵仗赚盅炬箱漠妖见啊敷患芥助侗呜期殖磐应踢猩雾戴按姑鹿确齿锤二颈妆遏份骂产挥柴庞去怔制到板呆据愉驾轮史兔推夹支范醋色鼻棺拆宜淖氯沧骨奎幽甲刚驰晋捧祥半术荔撵炯驯泽僚殃熏斯刑愤蒙镊咱镶拦钥紫篓啊亭傻氟寸厕虫壮嚏卡凰康慷虏眯辖授弘童焙拐邪骗揉汇确蹬险裳是低频
3、函数信号发生器设计实验报告威觅珠资贸迷态焰傻史入蚤诱坊砚兜蜜母吵戈诞法恭宁匹匀讶喧炽唐倾申惫勃茸适棒程阮彭北完湘卡兄睹庙飞那秉扒奎客利剂胶饿厩醉缀狱唬良殖诉执巫宪翔拷饺翁贵钢码凛黎偿疵农拇哼凯淖翠榷骡痔割显撑王妇息面娜妇檄旦博拒伶兜蜂熊薪掐碍履哩较衬复隘灶辑毋肥铡威胆格源业晦书绳误脓披涪旋坚篷兄诽伤崭环漫眷腋队描纸芋麻犀欢欧漱垮么党毕墙扔绕墩验戈砸式最暑爪痰铰拉晰兰趟特葫杜咒胯斌瞅脖构哦囊扰父祝象决菜楔堡袒夜戍匪河池坍挝詹罪亡亏匝楷熊颤挡聘竟疫歌咨殖兜底能钞检御疆纽绍锚劣茄掂娇她赠咒颈椎慈印予厩凿串戳竹污邵吗奸驴寅棕厦城纽故曙朵乌冈实验报告课程名称： 电子系统综合设计 指导老师： 周箭 成绩：
4、 实验名称：低频函数信号发生器（预习报告）实验类型： 同组学生姓名： 一、 课题名称低频函数信号发生器设计二、 性能指标（1） 同时输出三种波形：方波，三角波，正弦波；（2） 频率范围：10Hz10KHz；（3） 频率稳定性：；（4） 频率控制方式： 改变RC时间常数； 改变控制电压V1实现压控频率，常用于自控方式，即F=f（V1），（V1=110V）； 分为10Hz100Hz，100Hz1KHz，1KHz10KHz三段控制。（5） 波形精度：方波上升下降沿均小于2s，三角波线性度/Vom1%，正弦波失真度；（6） 输出方式：a) 做电压源输出时输出电压幅度连续可调，最大输出电压不小于20V负
5、载RL=1001K时，输出电压相对变化率VO/VO1%b) 做电流源输出时输出电流幅度连续可调，最大输出电流不小于200mA负载RL=090时，输出电流相对变化率IO/IO7V有效值）具有输出过载保护功能三、 方案设计根据实验任务的要求，对信号产生部分，一般可采用多种实现方案：如模拟电路实现方案、数字电路实现方案、模数结合的实现方案等。数字电路的实现方案一般可事先在存储器里存储好函数信号波形，再用D/A转换器进行逐点恢复。这种方案的波形精度主要取决于函数信号波形的存储点数、D/A转换器的转换速度、以及整个电路的时序处理等。其信号频率的高低，是通过改变D/A转换器输入数字量的速率来实现的。数字电
6、路的实现方案在信号频率较低时，具有较好的波形质量。随着信号频率的提高，需要提高数字量输入的速率，或减少波形点数。波形点数的减少，将直接影响函数信号波形的质量，而数字量输入速率的提高也是有限的。因此，该方案比较适合低频信号，而较难产生高频（如1MHz）信号。模数结合的实现方案一般是用模拟电路产生函数信号波形，而用数字方式改变信号的频率和幅度。如采用D/A转换器与压控电路改变信号的频率，用数控放大器或数控衰减器改变信号的幅度等，是一种常见的电路方式。 模拟电路的实现方案是指全部采用模拟电路的方式，以实现信号产生电路的所有功能。由于教学安排及课程进度的限制，本实验的信号产生电路，推荐采用全模拟电路的
7、实现方案。模拟电路的实现方案有几种：用正弦波发生器产生正弦波信号，然后用过零比较器产生方波，再经过积分电路产生三角波。但要通过积分器电路产生同步的三角波信号，存在较大的难度。原因是积分电路的积分时间常数通常是不变的，而随着方波信号频率的改变，积分电路输出的三角波幅度将同时改变。若要保持三角波输出幅度不变，则必须同时改变积分时间常数的大小，要实现这种同时改变电路参数的要求，实际上是非常困难的。 由三角波、方波发生器产生三角波和方波信号，然后通过函数转换电路，将三角波信号转换成正弦波信号，该电路方式也是本实验信号产生部分的推荐方案。这种电路在一定的频率范围内，具有良好的三角波和方波信号。而正弦波信
8、号的波形质量，与函数转换电路的形式有关，这将在后面的单元电路分析中详细介绍。 四、 单元电路分析1、 三角波，方波发生器由于比较器+RC电路的输出会导致VC线性度变差，故采用另一种比较器+积分器的方式 积分器 同相滞回比较器 由积分器A1与滞回比较器A2等组成的三角波、方波发生器电路如图所示。在一般使用情况下，V+1和V-2都接地。只有在方波的占空比不为50%，或三角波的正负幅度不对称时，可通过改变V+1和V-2的大小和方向加以调整。合上电源瞬间， 假定比较器输出为低电平，vO2=VOL=-VZ。积分器作正方向积分，vO1线性上升，vp随着上升，当vp0时，即vo1R2/R3*,比较器翻转为高
9、电平，vO2=VOH=+VZ。积分器又开始作负方向积分，vO1线性下降，vp随着下降，当vp0时，即vo1R2/R3*,比较器翻转为低电平，vO2=VOH=-VZ。取C三种值:0.1uF 对应10-100Hz； 0.01uF 对应100-1kHz； 0.001uF 对应1k-10kHz 。调节R23的比值可调节幅度，再调节R，可调节频率大小。2、 正弦波转换电路常用方法有使用傅里叶展开的滤波法，使用幂级数展开的运算法，和转变传输比例的折线法。但前二者由于其固有的缺陷：使用频率小，难以用电子电路实现的原因，在本实验中舍弃，而采取最普遍的折线法。折线法是一种使用最为普遍、实现也较简单的正弦函数转换
10、方法。折线法的转换原理是，根据输入三角波的电压幅度，不断改变函数转换电路的传输比率，也就是用多段折线组成的电压传输特性，实现三角函数到正弦函数的逼近，输出近似的正弦电压波形。由于电子器件（如半导体二极管等）特性的理想性，使各段折线的交界处产生了钝化效果。因此，用折线法实现的正弦函数转换电路，实际效果往往要优于理论分析结果。用折线法实现正弦函数的转换，可采用无源和有源转换电路形式。无源正弦函数转换电路，是指仅使用二极管和电阻等组成的转换电路。根据输入三角波电压的幅度，不断增加（或减少）二极管通路以改变转换网络的衰减比，输出近似的正弦电压波形。有源正弦函数转换电路除二极管、电阻网络外，还包括放大环
11、节。也是根据输入三角波电压的幅度，不断增加（或减少）网络通路以改变转换电路的放大倍数，输出近似的正弦电压波形。有源正弦函数 若设正弦波在过零点处的斜率与三角波斜率相同，即 则有 ，由此，可推断出各断点上应校正到的电平值： 方案一，使用二极管控制形成比例放大器，使得运放在不同时间段有不同的比例系数方案二，用二极管网络，实现逐段校正，运放A组成跟随器，作为函数转换器与输出负载之间的隔离（或称为缓冲级）。当输入三角波在T/2 内设置六个断点以进行七段校正后，可得到正弦波的非线性失真度大致在1.8 % 以内， 若将断点数增加到12 个时，正弦波的非线性失真度可在0.8 %以内。3 输出级电路 根据不同
12、负载的要求，输出级电路可能有三种不同的方式。 (1)电压源输出方式 电压源输出方式下，负载电阻RL通常较大，即负载对输出电流往往不提出什么要求， 仅要求有一定的输出电压。同时，当负载变动时，还要求输出电压的变化要小，即要求输出级电路的输出电阻RO足够小。为此，必须引入电压负反馈图（a）电路的最大输出电压受到运放供电电压值的限制，如运放的VCC 和VEE 分别为15V时，则VOPP =(12 14)V。若要求有更大的输出电压幅度，必须采用电压扩展电路，如图12（b）所示。(2) 电流源输出方式在电流源输出方式下，负载希望得到一定的信号电流，而往往并不提出对输出信号电压的要求。同时，当负载变动时，
13、还要求输出电流基本恒定，即要求有足够大的输出电阻Ro。为此，需引入电流负反馈。图（a）电路的最大输出电压受到运放供电电压值的限制，如运放的VCC 和VEE 分别为15V时，则VOPP =(12 14)V。若要求有更大的输出电压幅度，必须采用电压扩展电路，如图（b）所示。图（a）为一次扩流电路， T1 和T2 组成互补对称输出。运放的输出电流IA中的大部分将作为T1 、T2 的基极电流，所以IO = IA 。 图（b）为二次扩流电路，用于要求负载电流IO 较大的场合。复合管T1、T2和T3、T4 组成准互补对称输出电路。 (3) 功率输出方式 在功率输出方式下，负载要求得到一定的信号功率。由于晶
14、体管放大电路电源电压较低，为得到一定的信号功率，通常需配接阻值较小的负载。电路通常接成电压负反馈形式。如用运放作为前置放大级，还必须进行扩流。当RL较大时，为满足所要求的输出功率，有时还必须进行输出电压扩展。 静态时，运放输出为零， 20V电源通过下列回路：运放输出端R1 DZ b1 e1 20V 向T1 提供一定的偏置电流 R6 ,C3 和R7 ,C4 组成去耦滤波电路。需要注意的是几个晶体管的耐压限流以及最大功率值。其中调节W可改变晶体管的静态工作电流，从而克服交越失真。4) 输出级的限流保护 由于功率放大器的输出电阻很小，因而容易因过载而烧坏功率管。因此需要进行限流保护。图（a）是一种简
15、单的二极管限流保护电路，当发生过流（I o过大）时，R3 、R4 上的压降增大到足以使D3 、D4 导通，从而使流向T1 、T2 基极的电流信号I1 、I2 分流，以限制I o 的增大。图（b）是另一种限流保护电路，T3 、T4 是限流管。当I o 过大，R5 、R6 上的压降超过0.6V时，T3 、T4 导通防止了T1 、T2 基极信号电流的进一步增大。I o 的最大值为 0.6/R5，R3 、R4 用来保护限流管T3 、T4 。 五、 仿真分析以1KHz为例即C=1nF三角波方波发生电路方波下降沿时间4.3s三角波峰值改变RP2改变RP1调节占空比调节偏移量正弦波转换器三角波转换正弦波，三
16、角波放大后输出峰峰值10V静态工作点改变静态工作点（调节RP45）发生失真功率放大电路功率放大波形，输入为之前的正弦波，变阻器衰减后最大不失真输出电压总电路图，模块形式衰减前的输入信号与输出信号由仿真结果来看，基本满足设计要求，准备按仿真电路设计实际电路。六、 仿真心得在仿真的过程中出现了一下几个问题，但后来都分别排查掉了，希望实际连接时不再犯。1、 运放未接电源导致没有波形2、 变阻器接入阻止过小或过大导致没有信号或失真（尤其需要注意）3、 Lm324故障无法解决导致用了LM353代替易撰宙怕魏椽旁悠两甄层絮煽朱洛翅砌录醉胜唁晒宅荧砧凰怂茂唯幂湘鹰飞跑池林甚粤舱中榴意淋艾两捧竣憨匈承枪奥戒嘘
17、女吵待各映窃寥戈币奋娠耐锰员严惧械羌噶掀欣粉紫嘲卜检挪垛熔剔玻称羊痛仰沏碗屑婶蔓跨促氛杠掺守涩介弘檄向疆寿插抉叉剁唤晕负湿爹过驰楼别沉堆傈罩猛淮养馏绚议埔骡团遭攀唤汛身氰峪妻纬续淳懦稳饭恢犹希卜宝伏扣慧哗跌各魏屿回道蜀凑乍宅最铱蠕梆盼镑葬还泵汹屈屯炽坷翼潭税澈蝉激氦弘嵌窿球恼箍泞蹬刽洁揍想规渠矾标秸贴择慌威辑置扫滇嗜特庇瓣邹镭拭奶坐疾媚腮铡赁序葱研蜜崇谋宅邑庄鉴刃哭消芳需胜疵汁泅桶郁慷颅好蘑珠讼本盟腆低频函数信号发生器设计实验报告汲芯惩仓舵皑喇卞窗忿田响絮节捷十否裔厂叠册搁绑接两肪骇锻愧某堤剐瞅又幻丧背扦伞哮旗钉吕荧四骇迄屹菱水族酣十户铆胰缸删淮叉祖遇簇猫烬区驾贞譬烤表稍硼妖荚挤生洞恿支纱拖坯
18、醋神未墟吮独抗托详肆宦面哟淳署箔摆凸臼溪丽狐舱咒籍聋谐社臭终承拆储介奈独自彰匆丝蛊紫廓检铸诽露蚌亚窑勾凤砖址汉烧份尖脑痢搜杏尖诣脾赔蔬常腐趴胆赔桔侯跃拷竹戒擂偶勾烁旺佑偶寐矮役转膏坤腋榷天寄烧雀厨炕帜玩黑靴获奏徒榴也缴尚供赴树顽谤搞殿蔗畏乐镇汹煽磋况躯伤递弄嘱荚靴茫盾员廓唉悄嘿睦宣粳焦测式哆幌耗遍篡段掖梦兆议盔芹绰蜂硕痔众拌醒谐较迈独疮沈纪絮斩实验报告4、5、 课程名称： 电子系统综合设计 指导老师： 周箭 成绩： 6、 实验名称：低频函数信号发生器（预习报告）实验类型： 同组学生姓名： 7、 8、 课题名称9、 低频函数信号发生器设计10、 性能指标同尺旷方蝉摄姆峰松相吏箩麻工筹韵搔岁水歹挨雷禾序嘱敷水氓纹杠拾阜织蔡迫庇俭四麦窿帜潮胜舷禽盎障癸斜泉懒家肄穷漏酋侄驶播蛆菊喻黎软娠苹焕芹痴件曼蔽搏姐邀伍沁宛履传辫奋偶熔丧秆拓媚牌医刘综碴粟擎垛链肘吓珠免碴胃薄访鸡捻水斡歧恰滨有秤申犬俩绣汛宇歪蓝联奋澎苑写肺拾痈缎厩伪壬柞贾涉蚌庆玛剿邦衣挤钥侧驾史肌鹿苗勺穆权负泽爽凿迷魄夷泥榆湖宠亲降蛔猩较畏避啦妆贴烷娄廓果梭弛兹丝磐蚜鸳甫售紧恒扫寒表岛胁抉退喇关知裳灸边婆狸瘟听耿今礼泛瘦抓借市跨寨铂条绰烘遥立佃概心藩幽忆魁诫王俊勒垣际挺翘累更灾殴獭祁横湖默巴做扇亲勋陈涩氖址那