桂林電子科技大學資訊科技學院
《模擬電子技術》實訓報告
學號 姓名
指導教師：
2009 年1 月 14 日
實訓題目：簡易函式訊號發生器設計與製作
1.系統設計
1.1 設計要求:
本課題所需要完成的是乙個能產生方波、三角波和正弦波的簡易函式訊號發生器。
1.1.1 設計任務
輸出乙個方波、正弦波、三角波
1.1.2 效能指標要求:
1、頻率範圍：100hz~1khz，1khz~10khz兩個波段可調；
2、幅度範圍：方波up-p≤10v，三角波up-p＝3v（可調幅），正弦波up-p≤1v；
1.2 系統實現的基本原理及框圖
1.2.1 基本原理:
先產生方波波，然後通過積分器將訊號轉化成為三角波，電容的充、放電時間決定了三角波的頻率，再由差分電路的傳輸特性曲線的非線性特性將三角波變成正弦波。
2．各功能電路實現原理及電路設計
2.1方波的產生
運算放大器u1a與r1、r2及r3、rp3組成乙個遲滯比較器，遲滯比較器ui(被比較訊號)取自積分器的輸出，通過r2接運放的反相輸入端，r1為平衡電阻；遲滯比較器的ur（參考訊號）接地，遲滯比較器的輸出端通過r1接運放端的同相輸入端。uo1高電平等於+12v電源輸入，過限流電阻r4後的電壓，低電平等於-12v電源輸入，經過限流電阻r4後的電壓。
當u+<=u-時，輸出uo1從高電平翻轉到低電平；當u+>=u-時，輸出uo1從低電平翻轉到高電平。
電壓比較器電路原理圖
2.2 三角波的產生
通過積分器對輸入訊號進行處理，就可以得到三角波。通過積分器，方波的波形變成了三角波，但是積分器並不改變輸入訊號的頻率。
方波—三角波的頻率
f=（r3+rp1）/4(r5+rp2)r2c1
通過開關s1選擇電容c1和c2,來改變輸出訊號的頻率。還可以用滑動變阻器rp1和rp2來改變。為了滿足輸出訊號的幅度要求，在積分器後面再加了乙個反相比例運算電路。
其中在實際設計中所採用的運放是型號為ne5532---雙運放。在電路中只給u1b這個運放供直流電源+/-12v.
方波轉化為三角波原理圖
2.3 正弦波的產生
根據理論分析，如果差分電路的差模輸入訊號是三角波，則ic1和ic2的波形近似為正弦波。因此，單端輸出的電壓也近似於正弦波。電位器rp3用於調節輸入的三角波的幅度，rp4用於調節差分電路的對稱性，電容c3、c5、c6作用是隔斷直流訊號，c4為濾波電容，除去諧波分量，改善輸出波形。
為了更好的使波形幅度達到要求，故在最後加上了乙個反相比例運算電路，調節幅度。
三角波轉正弦波原理圖
2.4直流電源的設
由15v雙聯變壓器提供電源，經過電路即產生+/-12v電壓（穩壓）
在做穩壓源的時候需要用到lm7812和lm7912兩個晶元輸出±12v電壓，通過資料了解lm7812管腳為：
1腳輸入 2腳接地 3腳輸出
通過資料了解lm7912管腳：
2腳輸入 1腳接地 3腳輸出
2.5 運放ne5532
在設計電路中的所有運放都是ne5532,這就需要了解此運放的管腳圖，上網查詢知
是雙運放整合在一起。
3．製作與除錯過程
3．1製作
首先在protel 99 se中繪出電路原理圖，檢查無誤後生成pcb圖，(其中要注意三極體的管腳要和pcb中的器件的封裝相對應)，然後列印出電路裝配圖、原理圖和電路板印製圖，再將電路板印製圖用印板機印在提前用砂紙打磨過的電路板上，之後腐蝕電路板。再用打孔機把焊盤孔打通，最後按照電路裝配圖將元器件焊在電路板的指定位子。
3．2除錯
通過萬用表電壓檔測量ne5532的4腳和8腳，測得之間電壓是否符合標準。
如果符合標準說明穩壓源能正常工作並能提供功放正常工作電壓。
如果功放電壓正常，先測出方波，再測出三角波，最後測出正弦波
4．系統測試
4.1 測試儀器與裝置
示波器萬用表
4.2 指標測試
方波峰峰值小於12v，幅度不可調；三角波峰峰值等於3v，幅度可調；正弦波在1khz的情況下峰峰值為1v，頻率範圍100hz到1khz、1khz到10khz；
4.3 誤差分析
在實訓完畢後，得到的成品中，誤差是肯定存在的。將理論轉化為實踐，轉化率肯定不是百分百的。布局，焊接等等都是誤差的因素。
5．結論
過零比較器抗干擾性不好，過零即觸發跳躍，因為外界的環境等影響造成導致零觸發輸出訊號不穩定，比較器經過調節可以提供極小的時間延遲，但其頻響特性受到一定限制，運算放大器正是利用了頻響修正這一優勢而成為靈活多用的器件。另外，許多比較器還帶有內部滯回電路，這避免了輸出振盪，但同時也使其不能當作運算放大器使用。而實驗中用穩壓管達到一定穩壓作用，加之電壓跟隨器使輸出波形相對穩定。
積分效能，均指理想情況而言。 實際的積分電路不可能是理想的，常常出現積分誤差。主要原因是實際整合運放的輸入失調電壓、輸入偏置電流和失調電流的影響。
實際的c存在漏電流等。情況嚴重時甚至不能正常工作。實際應用時要注意這些問題。
6．實訓心得體會
實訓的過程中，我也遇到了不少問題。在畫pcb的過程發現有些封裝與實際不一致，必須通過實際的測量來畫出所需封裝，有些封裝的焊盤不夠打，要進行焊盤大小的修改。除此之外，還要注意器件之間的佈線，雖然自動佈線簡單方便，但是布出的線比較密集，在腐蝕板的過程中或轉印過程中造成線路斷線。
因此在佈線的時候要在自動的基礎上進行手動改線，儘量減少線路的直角和繞線，盡量做到佈線簡潔。
在印製電路板的過程中由於燙印時紙張抖動使得印在板上的線路模糊不清，只能用砂紙打磨掉原先的線路從新做。
在焊接過程中有些線與焊盤位子靠的比較近，容易在焊接的過程中將焊錫焊接到走線上。
通過此次實訓，提高了我的動手能力和對課本所學知識的理解，同時增長了我對學習電路知識的興趣，也提高了我發現問題和解決問題的能力。
經過這幾天的製作，我深深感到實訓的辛苦，不僅學生辛苦，老師更辛苦，每天都要不厭其煩的回答我們提出的問題，解決出現的不同的問題。
在這次實訓中我的最大收穫是獲得了一種成就感，自己一步一步做過來，每一步都是對自己的肯定。雖然有好幾次自己做完之後，聽到的是失敗（打擊真的是有一點），但是，迎難而上方顯男兒本色，才能在困難中，找到問題的所在，才能在問題中取得收穫。
最後，感謝我的指導教師（齊慶堃），幫我找出了好幾個問題，為我實訓的正常進行，提供了很大的幫助。
7. 參考文獻
1．清華大學電子學教研組編，童詩白主編：《模擬電子技術基礎》（第四版），北京：高等教育出版社，2023年4月第3次印版。
2.陳光明施金洪桂金蓮編著 ：《電子技術課程設計與綜合實訓》，北京：北京航空航天大學出版社，2007.5
3. 中文搜尋引擎百度 )
附錄：附錄1：元器件清單
附錄2 ：pcb圖
：附錄3 ：原理圖
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