音频函数发生器

电子线路综合设计报告课题名称函数发生器设计专业班级电子1103班课题组长李颗11401140302课题组成员郑尚娣11401140301陈博贤11401140319指导教师陈坚完成时间2014年5月《电子线路综合设计》任务书一、任务设计并制作一个音频函数发生器二、基本要求1.输出波形：方波、三角波、正弦波；2.输出电压：方波输出电压Vp-p（max）=24V，三角波Vp-p（max）=8V，正弦波Vp-p（max）=4V，三种波形均幅度可调；3.波形频率：f=10HZ-100kHz可调。三、提高部分1.安装自己设计的电路（1）检查元器件（2）对电路进行组装：按照自己设计的电路，在PCB板上插接元器件并焊接。焊接完毕后，应对照电路图仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象。2.通电调式（1）通电测试：对安装完成的电路板的参数及工作状态进行测量，以便提供调整电路的依据。（2）通电调试：经过反复的调整和测量，使电路的性能达到要求。3.书写设计报告摘要在我们的学习生活中，尤其是电器类学习中经常用到函数信号发生器，我们一般只会用到其中几种比较常见的波，例如正玄波，方波，三角波。其实它还能产生很多的其它的波形，而其中很多波对我们的电子电路等的研究有比较大的作用，所以我们掌握它的设计方法以及原理有很大的实际意义。本设计以IC8038核心器件制作的一种函数信号发生器，制作成本较低。适合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。另外由于该芯片具有调制信号输入端，所以可以用来对低频信号进行频率调制。函数信号发生器根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，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，开发新款式函数信号发生器，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。所以，可选择的方案多种多样，技术上是可行的。关键词：ICL8038；波形；原理图；常用接法；函数信号发生器ABSTRACTLearninginourlife,especiallythefunctionsignalgeneratorusedappliancescategorylearning,weusuallyusesomecommonwave,suchassinewave,squarewave,trianglewave.Infact,itcanalsoproducemanyotherwaveform,whichalotofwaveofourelectroniccircuithasabiggerrole,sowehavegreatpracticalsignificanceinitsdesignmethodandprinciple.AfunctionsignalgeneratorofthedesignforIC8038corecomponents,lowproductioncost.Suitableforthestudyofelectronictechnicalmeasurement.ICL8038isaprecisionoscillatorintegratedcircuitwithavarietyofwaveformoutput,onlyindividualexternalcomponentscanproducefrom0.001Hz~30KHzlow-distortionsinewave,trianglewave,squarewavepulsesignal.Theoutputwaveformfrequencyanddutycyclecanalsocontrolbycurrentorresistance.Becausethechiphasmodulationsignalinput,socanbeusedforfrequencymodulationforlowfrequencysignal.Functionsignalgeneratoraccordingtodifferentpurposes,afunctiongeneratortoproducethreeormorekindsofwaveforms,devicesusedincircuitcanbeaseparationdevice,andcanalsobeintegrateddevice,generatesasquarewave,sinewave,trianglewave,avarietyofprograms,suchastogeneratesinewave,accordingtothefunctionofsomenonsinewaveandsinusoidalperiodicwhichisdeterminedbytheshapingcircuit,thesinewaveintoasquarewave,theintegralcircuittoturnitintoatrianglewave.Youcanalsogeneratetrianglewave,squarewave,trianglewave,squarewaveandsinewaveorinto.Withtherapiddevelopmentofelectronictechnology,emergeinanendlessstreamofnewmaterialsandnewdevices,thedevelopmentofnewtypeoffunctionsignalgenerator,devicescanbeselectivelyincreasedsubstantially,forexampleICL8038isatechnicallymaturecanproducesinewave,squarewave,themainchipofthetriangularwave.So,canchoosethevariety,technologyisfeasible.Keywords:ICL8038；waveform；schematics；commonlyusedmethod；functionsignalgenerator目录1绪论······························11.1简易信号发生器简介····················1错误!未定义书签。.2项目可行性研究··············12方案论证····························2方案一·····························2方案二·····························2方案三·····················错误!未定义书签。方案四·····················错误!未定义书签。3理论分析与设计方案的建立····················43.1ICL8038工作原理·····················43.2ICL8038组成函数发生器的应用···············64电路设计说明··················错误!未定义书签。4.1电路原理图················错误!未定义书签。4.2原理说明·························74.3电路参数的选择······················85设计误差分析及总结...............................................95.1设计课题的仿真结果.........................................95.2设计课题的误差分析........................................105.3设计总结..................................................116电路安装与调试..................................................126.1电路安装..................................................126.2性能测试与分析............................................12小结...............................................................13元件清单...........................................................14参考文献...........................................................15致谢...............................................................16附录A实物图....................................................17附录B原理图....................................................18附录CPCB图.....................................................1911绪论1.1简易信号发生器简介函数信号发生器，也叫简易信号发生器，它能输出稳定的正弦波、三角波、方波，且输出频率在100Hz～1KHz范围内连续可调,输出电压幅度在0~5V连续可调，由正负12V直流稳压电源供电。它由振荡电路，比较器，积分器，反相器等基本电路组成的，通过调节电容或者电阻改变波形的频率和幅值。本课题设计对函数发生器的几个设计方案进行了分析比较，最终采用芯片ICL8038构成函数信号发生器电路，LM358构成放大电路,可同时输出符合要求的方波、三角波和正弦波，频率调节范围大，正弦波失真小，制作简单，价格低廉，使用方便。1.2项目可行性研究函数信号发生器根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，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，开发新款式函数信号发生器，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。所以，可选择的方案多种多样，技术上是可行的。22方案论证方案一可先产生方波-三角波，再将三角波变成正弦,如图1所示。图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。方案二此方案可先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变成方波，再由积分电路将方波变成三角波；由文氏电桥产生正弦振荡，然后通过比较器得到方波，方波积分可得三角波,如图2所示。图2这一方案为一开环电路，结构简