銅陵學院課程設計報告課程名稱：模擬電路課程設計設計名稱：多功能信號發生器姓名：學號:班級：成績：指導教師：起止日期：銅陵學院課程設計任務書姓名：院（系）：專業：班級：任務起至日期：2009.12.28至2010.01.03課程設計題目：多功能信號發生器課程設計要求：（1）、基本要求：A、電路能輸出正弦波、方波和三角波等三種波形；

B、輸出信號的頻率要求可調；

C、根據性能指標，計算元件參數，選好元件，設計電路并畫出電路圖；

D、寫出設計性報告。

（2）、擴展要求：輸出信號的幅度和頻率要求連續可調，幅度范圍為0-5V，頻率范圍100Hz-10KHz。設計任務總述：使用ICL8038設計一個能產生正弦波，方波，三角波及單脈沖信號發生器工作計劃及安排：1）確定目標：設計整個系統是由那些模塊組成，2）系統分析：根據系統功能，選擇各模塊所用電路形式。各個模塊之間的信號傳輸，并畫出直流穩壓電源方框圖。3）參數選擇：根據系統指標的要求，確定各模塊電路中元件的參數。4）總電路圖：連接各模塊電路。5）仿真測試，寫實習報告。成績指導教師簽字___________________年月日一、設計方案及需求。1.設計目的

（1）、掌握信號發生器的設計方法和測試技術。

（2）、了解單片函數發生器ICL8038的工作原理和應用，了解8038內部組成原理。用模擬器件模擬電路。

（3）、學會安裝和調試分立元件與集成電路組成的多級電子電路小系統。

2.設計技術指標與要求

（1）、基本要求：A、電路能輸出正弦波、方波和三角波等三種波形；

B、輸出信號的頻率要求可調；

C、擬定測試方案和設計步驟；

D、根據性能指標，計算元件參數，選好元件，設計電路并畫出電路圖；

E、測量輸出信號的幅度和頻率；

F、寫出設計性報告。

（2）、擴展要求：輸出信號的幅度和頻率要求連續可調，幅度范圍為0-5V，頻率范圍100Hz-10KHz。

（3）、技術指標

頻率范圍：100Hz-1KHz，1Kz-10KHz；輸出電壓：方波VP-P≤24V，三角波VP-P=6V，正弦波VP-P=1V；方波tr小于1uS。

3.設計提示

（1）、設計方案可先產生正弦波，然后通過整形電路將正弦波變成方波，再由積分電路將方波變成三角波；也可先產生三角波-方波，再將三角波變成正弦波。

（2）、用單片集成芯片ICL8038實現，但這種方案要求幅度和頻率都可調，可采用數字電位器加程控放大器實現。二、實際電路設計（1）、方案分析函數發生器（ICL8038電路）是一種可以同時產生方波、三角波和正弦波的專用集成電路。通過調節外部電路參數還可以產生占空間比可調的矩形波和鋸齒波。因此，可以使用8038器件或其電路原理設計電路，模擬出設計要求的多向可調簡易函數信號電路。本次設計采用Multisim軟件支持，從而模擬出實物電路，并測試信號輸出，對各級參數調節，以達到理想結果。由于Multisim軟件數據庫中未包含ICL8038元件，故采取分析8038電路原理，設計需求電路。（2）、主要電路（ICL8038）分析圖2-1-1顯示的是8038的電路原理圖。緩沖電路Ⅰ是電壓跟隨器，緩沖電路Ⅱ是反相器，用于隔離波形發生電路和負載，以提高負載能力；電壓比較器Ⅰ和電壓比較器Ⅱ的閥值電壓分別為2/3VCC和1/3VCC，它們的輸入電壓為電容C兩端的電壓uc，它們的輸出電壓分別控制RS觸發器的置位端和復位端；為得到在比較寬的頻率范圍內由三角波到正弦波的轉換，內設一個圖2-1-1ICL8038原理框圖由電阻與晶體管組成的折線近似轉換網絡（正弦波變換器），以得到低失真的正弦信號輸出；RS觸發器的狀態輸出端用來控制電子模擬開關S，以實現對電容的充放電功能；通過分析可知，改變電容充放電電流，可以輸出占空比可調的矩形波和鋸齒波。下圖是市場上銷售的TCL8038件圖2-1-2ICL8038實物管腳根據電路原理，可設計出以下可以實現課程設計要求的電路原理圖：圖2-1-3由ICL8038組成的可調電路在圖2-1-3所示電路中，u2、u3和u9分別輸出三角波或鋸齒波、正弦波、方波或矩形波電壓。調節電位器RP1可以改變方波的占空比、鋸齒波的上升時間和下降時間；調節電位器RP2可以改變輸出信號的頻率；調節電位器RP3和RP4可以調節正弦波的失真度，兩者要反。此外調節電容或其他參數，皆可以改變輸出信號。（3）、電路實現下圖為ICL8038最常見的兩種基本接法，矩形波輸出端為集電極開路形式，需外接電阻Rl至+Vcc。在圖（1）所示電路中，Ra和Rb可分別獨立調整。在圖（2）所示電路中，通過改變電位器Rw滑動端的位置來調整Ra和Rb的數值。當Ra=Rb時，各輸出端的波形如圖（3）所示，矩形波的占空比為50%，因而為方波。當Ra=/Rb時，矩形波不再為方波，管腳2也就不是正弦波了，圖（4）所示為矩形波占空比是15%時各輸出端的波形圖。(1)(2)(3)(4)(4)、參數計算根據ICL8038內部電路和外接電阻可以推出占空比的表達式為T1/T2=2RA-RB/2RA電流源對電容充電，充電電流為Is1=I電容C放電電流為Is2-Is2=I三.體會為期一周的模電實習結束了，我的課題——多功能信號發生器也已經做出來了。以前感覺這樣的東西不會很麻煩，只要找到資料就會很簡單，而且現在還可以借助網絡。但是當我真正操作起來才發現還有好多的問題。比如在三角波、方波轉換成正弦波時，我就弄了很長時間，先是遠離不清晰，這直接導致了我無法很順利地設計電路，然后翻閱了大量書籍，上網查資料，最后終于在書中查到了有關章節，并參考，最后在大家共同的努力下終于設計出了三角波、方波轉換成正弦波的電路圖。這次的實習還讓我體會到了理論與實際相結合的重要性，如果你只注重理論學習而不去鍛煉自己的實踐經驗，你是永遠不能把事情做好的。從理論中得出結論，用實踐中鍛煉自己，這才是最重要的。同時這次的實習還讓讓我學到了許多書本上沒有的知識，是我的視野更加的開闊，還提升了我獨立思考的能力。還有就是讓我熟練地對Protel99等軟件的運用?？傊@次的課程設