内容发布更新时间 : 2024/6/21 13:39:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

低频函数信号发生器设计实验报告

实验报告

课程名称： 电子系统综合设计 指导老师： 周箭 成绩： 实验名称：低频函数信号发生器（预习报告）实验类型： 同组学生姓名：

一、 课题名称

低频函数信号发生器设计

二、 性能指标

（1） 同时输出三种波形：方波，三角波，正弦波；

（2） 频率范围：10Hz～10KHz；

（3） 频率稳定性：；

（4） 频率控制方式：

① 改变RC时间常数；

② 改变控制电压V1实现压控频率，常用于自控方式，即F=f（V1），（V1=1～10V）； ③ 分为10Hz～100Hz，100Hz～1KHz，1KHz～10KHz三段控制。

（5） 波形精度：方波上升下降沿均小于2μs，三角波线性度δ/Vom<1%，正弦波失真度

低频函数信号发生器设计实验报告

；

（6） 输出方式：

a) 做电压源输出时

输出电压幅度连续可调，最大输出电压不小于20V

负载RL=100Ω～1KΩ时，输出电压相对变化率ΔVO/VO<1% b) 做电流源输出时

输出电流幅度连续可调，最大输出电流不小于200mA 负载RL=0Ω～90Ω时，输出电流相对变化率ΔIO/IO<1% c) 做功率源输出时

最大输出功率大于1W（RL=50Ω，VO>7V有效值） 具有输出过载保护功能

三、 方案设计

根据实验任务的要求，对信号产生部分，一般可采用多种实现方案：如模拟电路实现方案、

数字电路实现方案、模数结合的实现方案等。

数字电路的实现方案

一般可事先在存储器里存储好函数信号波形，再用D/A转换器进行逐点恢复。这种方案的波形精度主要取决于函数信号波形的存储点数、D/A转换器的转换速度、以及整个电路的时序处理等。其信号频率的高低，是通过改变D/A转换器输入数字量的速率来实现的。

数字电路的实现方案在信号频率较低时，具有较好的波形质量。随着信号频率的提高，需要提高数字量输入的速率，或减少波形点数。波形点数的减少，将直接影响函数信号波形的质量，而数字量输入速率的提高也是有限的。因此，该方案比较适合低频信号，而较难产生高频（如>1MHz）

低频函数信号发生器设计实验报告

信号。

模数结合的实现方案

一般是用模拟电路产生函数信号波形，而用数字方式改变信号的频率和幅度。如采用D/A转换器与压控电路改变信号的频率，用数控放大器或数控衰减器改变信号的幅度等，是一种常见的电路方式。

模拟电路的实现方案

是指全部采用模拟电路的方式，以实现信号产生电路的所有功能。由于教学安排及课程进度的限制，本实验的信号产生电路，推荐采用全模拟电路的实现方案。

模拟电路的实现方案有几种：

①用正弦波发生器产生正弦波信号，然后用过零比较器产生方波，再经过积分电路产生三角波。但要通过积分器电路产生同步的三角波信号，存在较大的难度。原因是积分电路的积分时间常数通常是不变的，而随着方波信号频率的改变，积分电路输出的三角波幅度将同时改变。若要保持三角波输出幅度不变，则必须同时改变积分时间常数的大小，要实现这种同时改变电路参数的要求，实际上是非常困难的。

② 由三角波、方波发生器产生三角波和方波信号，然后通过函数转换电路，将三角波信号转换成正弦波信号，该电路方式也是本实验信号产生部分的推荐方案。这种电路在一定的频率范围内，具有良好的三角波和方波信号。而正弦波信号的波形质量，与函数转换电路的形式有关，这将在后面的单元电路分析中详细介绍。

四、 单元电路分析

1、三角波，方波发生器

由于比较器+RC电路的输出会导致VC线性度变差，故采用另一种比较器+积分器的方式