模电课程设计报告

模拟电子技术课程设计

题目：多功能三角波产生器

院系：工学院电气与电子工程系

专业：电气工程及其自动化

班级：

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学号：

指导教师：

二〇一六年十二月

摘要

信号发生器根据用途不同，有产生三种或多种波形的信号发生器，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、三角波的方案也有多种

本系统以ICL8038集成块为核心器件，制作一种函数信号发生器，制作成本较低。适合学生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。

关键词：ICL8038方波正弦波三角波

第1章绪论 (1)

1.1 项目概况 (1)

1.2 项目的意义 (1)

1.3 设计要求 (2)

第2章方案的选择及论证 (3)

2.1 设计方案 (3)

2.1.1 方案一 (3)

2.1.2 方案二 (3)

2.2 方案选取及论证 (4)

第三章电路的设计过程 (5)

3.1 信号发生器原理图 (5)

3.2 电路主要元件的分析 (5)

3.2.1 ICL8038 管脚功能图及实物图 (5)

3.2.2 ICL8038的性能特点 (6)

3.2.3 ICL8038的工作原理 (7)

3.3 系统电路的仿真 (8)

3.5 电源电路的设计 (11)

3.5.1 电源电路的原理 (11)

3.5.2 电源电路的仿真 (11)

第四章元器件的选择 (13)

总结 (14)

参考文献 (15)

第1章绪论

1.1 项目概况

信号发生器根据用途不同,有产生三种或多种波形的发生器,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,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。ICL8038精密函数发生器是采用肖特基势垒二极管等先进工艺制成的单片集成电路芯片，电源电压围宽、稳定度高、精度高、易于用等优点，外部只需接入很少的元件即可工作，可同时产生方波、三角波和正弦波，其函数波形的频率受部或外电压控制，可被应用于压控振荡等波形。

1.2 项目的意义

信号发生器是科研及工程实践中重要的仪器之一，在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域系统设计及调试过程中，用不同频率的正弦波、三角波和方波常作为信号源，应用十分方便。过去常由分立元件及集成运放构成振荡器，分立元件体积大、相对耗能高、故障频率也高。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可以很快、很方便的构成各种信号波形发生器。用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有很大的提高[1]。

1.3 设计要求

（1）输出波形频率围为0.02Hz∽20kHz且连续可调；（2）正弦波幅值为±10V，失真度小于2%；

（3）方波幅值为10V；

（4）三角波峰-峰值为20V；

（5）各种波形幅值均连续可调；

（6）设计电路所需的直流电源。

第2章方案的选择及论证

2.1 设计方案

2.1.1 方案一

采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。此方案号发生器电路组成框图如图2-1,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[1]。

图 2-1 函数发生器电路组成框图

2.1.2 方案二

利用单片集成函数信号发生器ICL8038、集成振荡器、电位器等外围电路灵活的组成，使通过电源来产生正弦波、方波、三角波等波形电路。工作原理整体框图如图2-2

图2-2 ICL8038电路组成框图

2.2 方案选取及论证

经过分析比较，由于方案一函数发生器所采用电路复杂，不易理解，更不容易掌握，所以本课题采用方案二用单片集成函数信号发生器ICL8038、集成振荡器、集成定时器等灵活的组成来产生正弦波、方波、三角波等波形电路，具有线路简单，调试方便，功能完备，输出波形稳定清晰，信号质量好，精度高，系统输出频率围较宽且经济实用，而且具有较高的温度稳定性和频率稳定性。特别适合用于工控和电子实验室，当输出缓冲电路独立设置多路时，可同时多路输出三种信号，比较容易满足设计需要。