多功能發(fā)生器電路課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　多功能信號(hào)發(fā)生器課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　姓名：***</b></p><p>　　學(xué)號(hào)：**********</p><p><b>　　指導(dǎo)老師：***</b></p><p>　　院系：電子信息工程學(xué)院</p><p>　　專業(yè)：電子設(shè)

2、計(jì)自動(dòng)化</p><p>　　班級(jí)：****級(jí)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化1班</p><p>　　日期：****年**月**日</p><p><b>　　一、 課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的多功能信號(hào)發(fā)生器。</p><p>　　增強(qiáng)自己的動(dòng)手能力。</

3、p><p>　　增強(qiáng)分析問(wèn)題處理問(wèn)題的能力。</p><p><b>　　二 、課程設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　波形：產(chǎn)生正弦波、三角波、方波三種波形；</p><p>　　正弦波輸出頻率范圍：20Hz～5kHz；</p><p>　　輸出幅度為5V的單脈沖信號(hào)；</p>&l

4、t;p>　　輸出正弦波幅度V0=0～5V可調(diào)，波形的非線性失真系數(shù)γ≤5%；</p><p>　　輸出三角波幅度V0=0～5V可調(diào)；</p><p>　　輸出方波幅度可在0～12V之間可調(diào)；</p><p><b>　　技術(shù)指標(biāo)要求：</b></p><p>　　初步設(shè)計(jì)由運(yùn)算放大器LM318和5G8038、電位器

5、等組成的多功能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，該電路能夠產(chǎn)生正弦波信號(hào)、三角波信號(hào)、頻率與占空比可調(diào)節(jié)的矩形波信號(hào)，其輸出頻率能在20Hz-5kHz范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整，達(dá)到調(diào)試簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。但是由于種種原因，導(dǎo)致我們只能使用ICL8038代替5G8038。下面我們將介紹用ICL8038的特點(diǎn)：</p><p>　　具有在發(fā)生溫度變化時(shí)產(chǎn)生低的頻率漂移，最大不超過(guò)50ppm/℃。</p><p&g

6、t;　　正弦波輸出具有低于1%的失真度。</p><p>　　三角波輸出具有0．1%高線性度。</p><p>　　具有0.001Hz～1MHz的頻率輸出范圍；工作變化周期寬。</p><p>　　占空比2%～98%之間任意可調(diào)。</p><p>　　高的電平輸出范圍；從TTL電平至28V。</p><p>　　具有正

7、弦波、三角波和方波等多種函數(shù)信號(hào)輸出。</p><p>　　易于使用，只需要很少的外部條件。</p><p>　　從上述特點(diǎn)可以看出，ICL8038完全可以滿足設(shè)計(jì)要求！</p><p>　　三、 時(shí)間進(jìn)度安排（10～15周）</p><p>　　方案選擇及電路工作原理；</p><p>　　經(jīng)過(guò)我們把各個(gè)方案的對(duì)比，

8、最終我們選了5G8038作為此次課程設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器元件。</p><p>　　單元電路設(shè)計(jì)計(jì)算、電路圖及軟件仿真；</p><p>　　5G8038函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的原理圖及分析</p><p>　　提高信號(hào)源的帶負(fù)載能力，可使三角波、正弦波信號(hào)經(jīng)由LM318高速運(yùn)算放大器放大后輸出。</p><p>　　通過(guò)調(diào)節(jié)電位器Rp1的位置，既可調(diào)節(jié)

9、函數(shù)發(fā)生器的輸出振蕩頻率的大小，又可用來(lái)調(diào)節(jié)輸出矩形脈沖波的占空比。</p><p>　　調(diào)節(jié)電位器Rp2，可調(diào)節(jié)輸出正弦波信號(hào)失真度。</p><p>　　調(diào)節(jié)Rp3，Rp4，可調(diào)節(jié)信號(hào)輸出幅度。</p><p>　　圖中3個(gè)電位器Rp1，Rp2，Rp3采用精密多圈電位器。 為了使振蕩信號(hào)獲得最佳的特性，流過(guò)5G8038集成電路4腳和5腳的電流不能過(guò)大或

10、過(guò)小。若電流過(guò)大，將使三角波的線性變壞，從而導(dǎo)致正弦波失真度增大；若過(guò)小，則電容的漏電流影響變大。流過(guò)5G8038集成電路4腳和5腳的最佳電流為1μA-1mA。為此</p><p><b>　　效果展示</b></p><p><b>　　a.整體</b></p><p><b>　　b.方波</b>

11、</p><p><b>　　c.三角波</b></p><p><b>　　d.正弦波</b></p><p>　　安裝、調(diào)試并解決遇到的問(wèn)題；</p><p>　　初次因?yàn)槭韬?，電路板線路排布欠缺合理規(guī)劃導(dǎo)致線路比較紊亂，地線與負(fù)極難以區(qū)分，造成兩個(gè)線頭接錯(cuò)，所以一直出不來(lái)波形，后來(lái)經(jīng)過(guò)檢測(cè)，發(fā)

12、現(xiàn)了問(wèn)題，終于出現(xiàn)了三種波形。</p><p><b>　　電路性能指標(biāo)測(cè)試；</b></p><p>　　寫出課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)；</p><p><b>　　四 總體方案</b></p><p>　　該集成電路具有使用方便，調(diào)試簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，它不僅能產(chǎn)生正弦波，同時(shí)還能產(chǎn)生三角波和方波5G8

13、038就是其中一種。它只需外接較少的幾只元件就能實(shí)現(xiàn)一個(gè)多種波形輸出的信號(hào)發(fā)生器。</p><p><b>　　五 電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　ICL8038原理, LM318原理</p><p>　　ICL8038 是單片集成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，其內(nèi)部框圖如右 圖所示。它由恒流源I1和 I2、電壓比較器A和B、觸發(fā)器

14、、緩 沖期和三角波變正弦波電路等組成。 </p><p>　　ICL8038內(nèi)部框圖</p><p>　　外接電容C由兩個(gè)恒流源充電和放電，振蕩電容C由外部接入，它是由內(nèi)部?jī)蓚€(gè)恒流源來(lái)完成充電放電過(guò)程。恒流源2的工作狀態(tài)是由恒流源1對(duì)電容器C連續(xù)充電，增加電容電壓，從而改變比較器的輸入電平，比較器的狀態(tài)改變，帶動(dòng)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)來(lái)連續(xù)控制的。當(dāng)觸發(fā)器的狀態(tài)使恒流源2處于關(guān)閉狀

15、態(tài)，電容電壓達(dá)到比較器1輸入電壓規(guī)定值的2/3倍時(shí)，比較器1狀態(tài)改變，使觸發(fā)器工作狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，將模擬開(kāi)關(guān)K由B點(diǎn)接到A點(diǎn)。由于恒流源2的工作電流值為2I，是恒流源1的2倍，電容器處于放電狀態(tài)，在單位時(shí)間內(nèi)電容器端電壓將線性下降，當(dāng)電容電壓下降到比較器2的輸入電壓規(guī)定值的1/3倍時(shí)，比較器2狀態(tài)改變，使觸發(fā)器又翻轉(zhuǎn)回到原來(lái)的狀態(tài)，這樣周期性的循環(huán)，完成振蕩過(guò)程。</p><p>　　LM318是精密,高速運(yùn)算放大

16、器專為需要高帶寬和高轉(zhuǎn)換率的應(yīng)用設(shè)計(jì)。它們的特點(diǎn)是通用設(shè)備,而無(wú)需犧牲DC性能因素的增長(zhǎng)速度超過(guò)10。這些運(yùn)算放大器具有內(nèi)部單位增益頻率補(bǔ)償。這大大簡(jiǎn)化</p><p>　　了他們的申請(qǐng),因?yàn)闊o(wú)需外部元件是必要的操作。然而,與大多數(shù)內(nèi)部補(bǔ)償放大器,外部頻率補(bǔ)償被添加為獲得最佳性能。對(duì)于反相應(yīng)用程序,前饋補(bǔ)償助力the slew rate to over 150 V/µs and almost doubl

17、e</p><p>　　帶寬。過(guò)度補(bǔ)償,可以使用與的放大器更加穩(wěn)定時(shí),最大帶寬是不需要的。另外,在單個(gè)電容器可能被添加到減少建立時(shí)間0.1％誤差帶1µs。</p><p>　　高速和快速建立時(shí)間,這些運(yùn)算放大器,A / D轉(zhuǎn)換器,振蕩器,有源濾波器,采樣和保持電路,通用放大器使他們有用LM318特點(diǎn)是從0°至70°C。</p><p>

18、<b>　　性能\特點(diǎn)及引腳</b></p><p>　　ICL 8038 是一種具有多種波形輸出的精密振蕩集成電路, 只需調(diào)整個(gè)別的外部元件就能產(chǎn)生從 0.001HZ～300kHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脈沖信號(hào)。輸出波形的頻率和占空比還可以由電流或電阻控制。另外由于該芯片具有調(diào)頻信號(hào)輸入端, 所以可以用來(lái)對(duì)低頻信號(hào)進(jìn)行頻率調(diào)制。</p><p>　　腳1、

19、12：正弦波失真度調(diào)節(jié)；</p><p><b>　　腳2：正弦波輸出；</b></p><p><b>　　腳3：三角波輸出；</b></p><p>　　腳4、5：方波的占空比調(diào)節(jié)、正弦波和三角波的對(duì)稱調(diào)節(jié)；</p><p>　　腳6：正電源±10V～±18V；</p&

20、gt;<p>　　腳7：內(nèi)部頻率調(diào)節(jié)偏置電壓輸入；</p><p>　　腳8：外部掃描頻率電壓輸入； </p><p>　　腳9：方波輸出，為開(kāi)路結(jié)構(gòu)； </p><p>　　腳10：外接振蕩電容； </p><p>　　腳11：負(fù)電原或地； </p><p>　　腳13、14：空腳。</p>

21、<p>　　小信號(hào)帶寬. . . 15 MHz的典型;</p><p>　　Slew Rate . . . 50 V/µs Min;</p><p>　　偏置電流. . . 250 m A的最大（LM118,LM218);</p><p>　　電源電壓范圍. . .±5 V至±20 V;</p><p&

22、gt;<b>　　內(nèi)部頻率補(bǔ)償</b></p><p><b>　　輸入和輸出過(guò)載保護(hù)</b></p><p>　　相同的引腳分配為通用運(yùn)算放大器</p><p>　　電路設(shè)計(jì),要說(shuō)明原理為了是震蕩信號(hào)獲得最佳的特性，流過(guò)5G8038集成電路的4腳和5腳的電流不能過(guò)大或過(guò)小。若電流過(guò)大，會(huì)使三角波的現(xiàn)行變壞，從而會(huì)導(dǎo)致正

23、弦波失真度增大；若電流過(guò)小則電容的漏電流影響較大。流過(guò)5G8038集成電路4腳和5腳的最佳電流為1μA-1mA。</p><p><b>　　振動(dòng)頻率及參數(shù)計(jì)算</b></p><p><b>　　六 電路調(diào)試</b></p><p>　　打開(kāi)電源，調(diào)節(jié)好示波器?？词欠裼胁ㄐ?，如果沒(méi)有波形，檢查前級(jí)看是否有波形，如果還沒(méi)有

24、波形，繼續(xù)檢查看是否焊錯(cuò)，如果確認(rèn)沒(méi)焊錯(cuò)，那就換個(gè)芯片。如果前級(jí)沒(méi)錯(cuò)，波形出來(lái)正常，那就逐步檢查后級(jí)找出原因，進(jìn)行改正。如果加上電源和示波器，波形出來(lái)正常。那就進(jìn)行下一步——波形調(diào)試。調(diào)節(jié)電位器Rp1，檢查輸出信號(hào)的頻率的變化。然后調(diào)節(jié)電位器Rp2，使輸出正弦波的失真最小。調(diào)節(jié)電位器Rp3，測(cè)量正弦波輸出值，若測(cè)量值小于5V，調(diào)節(jié)電位器Rp4，使輸出達(dá)到5V。</p><p><b>　　七 收獲與體

25、會(huì)</b></p><p>　　深刻體會(huì)到了設(shè)計(jì)電路時(shí)候如果不認(rèn)真仔細(xì)分析好電路布局武斷排布是多么嚴(yán)重的問(wèn)題，等到電路進(jìn)入最后完結(jié)階段時(shí)候可能因?yàn)楫?dāng)初的布線失誤需要重新布線，不僅浪費(fèi)資源而且浪費(fèi)時(shí)間。</p><p>　　必須要學(xué)好書(shū)本上的基本知識(shí)，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)電路也是對(duì)課本 知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，自己動(dòng)手可以了解很多元件的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。</p