《电路与模拟电子技术》
课程设计报告。
题目低频信号源。
学院（部） 信息工程学院
专业计算机科学与技术
班级 24020902
学生姓名韩小龙。
学号 2402090222
12 月 27 日至 1 月 9 日共 2 周。
指导教师（签字。
电路与电子技术课程设计任务书。
低频信号源。
一、任务：设计并制作能产生正弦波、方波和三角波等多种信号的低频信号源。
二、要求。1、各种输出信号的频率：10hz~10khz，连续可调。
2、各种输出信号的幅度：0~10v，连续可调；在负载电阻为100ω时，输出信号幅度为5v。
3、正弦波输出信号频率稳定度优于10-4，非线性失真系数≤3%。
4、方波输出信号的上升和下降时间≤1μs，平顶降落≤5%，占空比：2%~98%，连续可调。
5、三角波信号能变换为锯齿波信号。
6、自行设计并制作满足本设计任务要求的直流稳压电源。
课程设计题目：低频信号源。
摘要：本课题采用振荡电路产生方波，然后经过积分电路产生三角波，同时调节占空比产生锯齿波，再由三角波通过积分电路产生正弦波。
其优点是频率调节范围较大，占空比容易调节。
下面就总体方案的选择﹑理论分析﹑**结果对本方案做以评价。
关键词：信号波形运放稳压电源振荡电路电压比较器。
正文。一、 总体设计方案论证及选择。
方案一：由振荡电路产生方波，然后经过两次积分电路，分别产生三角波和正弦波。此方案的优点是在方波发生电路里容易实现频率的调节，而且在后续的积分电路里不会改变频率，方波电路里可以通过改变占空比来输出锯齿波。
其缺点是产生的正弦波是近似的二次曲线，而不是精确的正弦曲线。
方案二：此电路由rc振荡电路产生正弦波，然后经过电压比较器产生方波，最后经过积分电路产生三角波。优点是正弦波是精确的正弦曲线。其缺点是三角波的输出改变占空比不容易改变。
经过对两方案的比较论证，鉴于本实验任务：各种输出信号的频率：10hz~10khz，连续可调。
各种输出信号的幅度：0~10v，连续可调；在负载电阻为100ω时，输出信号幅度为5v。正弦波输出信号频率稳定度优于10-4，非线性失真系数≤3%。
方波输出信号的上升和下降时间≤1μs，平顶降占空比落≤5%，占空比：2%~98%，连续可调。三角波信号能变换为锯齿波信号。
所以采用第二种方案——其制作简单容易实现且能满足本实验的基本要求，产生低频的方波﹑三角波﹑正弦波的信号。
二、 设计方案的原理框图、总体电路图、接线图及说明。
本课题的原理框图如下图所示：
其中1号线输出方波波，2号线输出三角波和锯齿波，3号线输出正弦波，4是低频信号源的总输出。
总电路图。总电路图。
三 ﹑单元电路设计、主要元器件选择与电路参数计算。
1﹑方波发生电路：
方波发生电路采取振荡电路产生方波，调节r4用来改变占空比，但不会不改变频率。调节r3和电容容量可以改变频率，c1和c2转换可以粗调（c1是低频，c2是高频）。d1和d2两个稳压管用来稳定输出电压。
参数计算如下：
图一（方波电路）
2.方波—三角波产生电路：
此电路采用积分电路，实现方波到三角波的转换。积分之后电路的输出幅值就会成倍减小，用电容c13和c14来调节输出电压的幅值。由于输入的方波信号的频率改变时，三角波的幅值也会改变，因此在电路中加入电阻器r6和开关a来调节输出三角波的幅值。
当输出方波的占空比改变式，可以调节电阻器r14 来使输出的锯齿波波形稳定。电路参数计算如下：
图二（三角波电路）
3.三角波—正弦产生电路：
此电路同样采用积分电路实现三角波到正弦的转换，但是近似的二次曲线不是精确的正弦曲线。
粗调：精确调节：
图三（正弦波电路）
4.直流稳压电源电路：
直流稳压电源采用运放lf357ah制作，输出电压为，±15v。
图四（直流稳压电源）
5.比例运放。
比例运放的输入端是方波﹑三角波﹑正弦波，然后进行放大实现三种波的统一放大电路和统一输出。
图五（比例运放电路）
四﹑multisim**。
方波输出结果：
方波—三角波输出结果：
方波—锯齿波输出：
三角波—正弦波：
上下降时间：
如图，本方案的上下降时间为0.935us，满足要求（≤1us）。
频率范围：如图，输出频率（1hz—50khz）,满足要求（10—10k）。
五、存在的问题，收获与体会等。
在老师的指导和帮助下终于完成了课题的设计。通过对低频信号源的设计，使我对低频信号源的工作原理有了本质的理解，掌握了lm741的引脚功能、工作波形等内部构造及其工作原理。对信号产生电路有了很深的理解。
同时使我更加认识到理论联系实际的重要性和困难性，在电路的设计和**的过程中深刻的认识到要把理论应用到实际是有很大的距离的。而且通过对此课程的设计，我不但知道了以前不知道的理论知识，而且也巩固了以前知道的知识。也巩固了在书本上学到的知识，体会到了把理论知识应用到实际时的喜悦。
在整个设计及调试过程中，我个人感觉调试部分是最难的，因为你理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数，我们必须通过观察效果来改变参数的数值以期达到最好。这个过程也是花费时间最长的，经常是计算的理论值没有问题可是**的结果却相差很大，只能慢慢改换原件试验以达到要求的数值。这个过程也是一个加深经验和。
六、参考文献。
胡宴如主编。 模拟电子技术。 北京。 高等教育出版社，2004
童诗白主编．模拟电子技术基础（第三版）．北京：高教出版社， 2005
高玉良主编。电路与模拟电子技术。北京。高等教育出版社，宏寿主编。 电子设计自动化-multisim在电子电路与单片机中的应用。 清华大学出社。
饶志强主编。 模拟电子技术。北京。 清华大学出版社。
王昊李昕主著。 集成运放应用电路360例。 电子工业出版社。
七、附件（如元件材料清单、原理电路图或其它说明）
虽然由于客观条件的限制我们设计的信号源没有用实物器件去制作，但我通过查资料，按照我们的设计方案选择了合适的器件。可以根据总电路图连接制作。下面是我的器件的清单（接线说明见总电路图）：
1．双踪示波器1台。
2．运放7412片。
运放3554am1只
3．电位器48k1只
100k2只。
500k1只。
10k4只。
12k1只。
4．电容470μf2只。
220μf2只。
2.2mf1只。
100μf2只。
330μf4只。
550nf1只。
10nf1只。
5. 稳压管2只。
6．二极管2只。
7. 定值电阻。
10k5只。
1k1只。200k1只。
14k1只。
8．仪器探头线若干根。
9．电源线若干根。
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