1、课程设计 I(论文)说明书 (正弦波信号发生器设计) 2010 年 1 月 19 日 摘 要 正弦波是通过信号发生器，产生正弦信号得到的波形，方波是 通过对原信号进行整形得到的波形。 本文主要介绍了基于 op07 和 555 芯片的正弦波-方波函数发生 器。以 op07 和 555 定时器构成正弦波和方波的发生系统。Op07 放 大器可以用于设计正弦信号，而正弦波可以通过 555 定时器构成的 斯密特触发器整形后产生方波信号。正弦波方波可以通过示波器检 验所产生的信号。测量其波形的幅度和频率观察是否达到要求，观 察波形是否失真。 关键词：正弦波 方波 op07 555 定时器 目录 引言 .2
2、 1 发生器系统设计 2 1.1 系统设计目标.2 1.2 总体设计 2 1.3 具体参数设计.4 2 发生器系统的仿真论证 4 3 系统硬件的制作 .4 4 系统调试 5 5 结论 .5 参考文献 .6 附录 .7 1 引言 正弦波和方波是在教学中经常遇到的两种波形。本文简单介绍正弦波和方波产 生的一种方式。在这种方式中具体包含信号发生器的设计、系统的论证、硬件 的制作，发生器系统的调制。 1、发生器系统的设计 1.1 发生器系统的设计目标 设计正弦波和方波发生器，性能指标要求如下： 1）频率范围 100Hz-1KHz； 2）输出电压 1V；pV 3）波形特性：非线性失真 V2。 输入正弦波
3、 v1 从 0 逐渐升高的过程：v15.1k，所以选择阻值为 20k 的可变电阻。而在电源提供给芯片的电压 中还有一些杂波，所以在接入 C4、C5、C6 起到滤波的作用。C7 是起到积分的 作用和隔直流的作用。总而使得方波的输出波形更加的稳定。原理图（见附录 图 d） 2、发生器系统的仿真论证 在实际制作之前，根据设计的原理图，通过 multisim10.0 仿真软件进行仿真， 完善原理图的设计。仿真原理图（见附录图 a） ，通过示波器检测得到的正弦波 形（见附录图 b） ，通过示波器检测得到的方波形（见附录图 c） ； 4 3 、系统硬件的制作 电路板的绘画可以通过 DXP2004 来完成，
4、根据设计的电路绘制原理图（见 附录）绘制出的原理图导出 PCB，再通过人工的排序后，设置线条的大小和安 全距离，自动布线，再对自动布线后的结构做必要的修改，只 PCB 板更加的美 观（见附录） 。根据 PCB 板做出电路板。并焊接。完成电路板硬件的制作。 4、系统调制 用万用表根据原理图线路的连接对电路板进行检测是否有短路、虚焊、断 路现象。完成这些操作后，正确的把电路板接入电源。用示波器检测波形的幅 频特性和观察波形是否失真。开始调制时。由于设计的时候没有考虑到要频率 的可调性，在选频网路中没有用到可调电阻，所以频率只能在一个频率点上， 并不能满足频率可调的要求，根据频率的范围选择 50k
5、的级联电阻，使得选频 网络中的电阻能够达到同步可调。用级联电阻调节正弦函数的频率。产生的正 弦波导入斯密特触发器是，回出项较大程度的失真，可能是因为导入的正弦波 中存在着杂波，导致整形后得到的方波出现毛尖的问题。在导入正弦波之前加 一个积分电容。得到的波形基本达到要求。调制完善后。用示波器对波形进行 测量，在大致不是真的情况下，频率在 32Hz4kHz，正弦波的峰峰值为： 6.8V，方波的峰峰值为 3.1V。基本达到了设计的要求。频率理论值计算如下； C3=0.1uF；Rp=050k； =31.8Hz ；RCf2/1。 。f 但是在电路的调制过程中当调制的范围大于 4kHz 后，波形出项较严重
6、的失真。 5、总结 正弦波-方波函数发生器可以分为正弦波产生部分和方波产生部分。正弦波 的产生电路时基于 op07 的放大电路实现的，通过放大电路的自激振荡来完成， 这需要放大器满足自激振荡的条件：AF=1；a+b=2n。由基本放大电路、 选频网络、反馈网络构成。而方波的才产生是由 555 构成的斯密特触发器整形 后实现。本文主要陈述了正弦波-方波函数发生器的原理，正弦波的设计，方波 的设计。绘制原理图到，设计 PCB 图，到做电路板和调制的全过程。设计的电 路基本完成了设计的要求，但其中也有缺点和需要完善的地方。在正弦波部分 缺点主要是波形有些微弱的失真，波形的上升部分下降部分微弱的不对称，
7、可 能是由于选择的元器件精确度不够，导致在调制的时候没有办法做到更加的准 确。方波部分可能是因为输入的正弦波并没有到达要求，所以输出的方波有些 微弱的杂波。出现毛尖现在。因为电源提供给芯片的电压中也存在微小的杂波， 如果能够把电源里的杂波滤除，系统收到的干扰也将会减少。通过课程设计掌 握了一个电路板从设计到调制完成的全过程。 5 参考文献 【1】康华光，陈大钦，张林.电子技术基础模拟部分（第五版） 【M】北京：高 等教育出版社，2010：339342，434441 【2】阎石.数字电子技术基础（第五版） 【M】.北京：高等教育出版社， 2010，488497 【3】周巍，黄建华.数字逻辑电路 实验 设计. 仿真【M 】.成都：电子科技大 学出版社，2010，9899 1 陈尚松,雷加,郭庆.电子测量与仪器M. 北京：电子工业出版社， 2005：108126 6 附录 仿真原理图： 图 a 正弦波仿真： 图 b 7 方波仿真： 图 c DXP 原理图： 图 d DXP-PCB 图： 8 图 e 附录 f：元件清单 序 号 名 称 数 量 备 注 1 555 芯片 1 2 Op07 芯片 1 3 八角芯片底座 2 4 电容 7 0.1uF 5 电阻 2 5.1k 6 级联电阻 1 50k 7 可变电阻 1 20k 8 排针 2 9 排线 1 10 二极管 2 6V 9
