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简易信号发生器设计说明1


第1章
1.1 设计目的

课程设计任务

1、掌握信号发生器的设计方法和测试技术。 2、了解单片函数发生器 IC8038 的工作原理和应用。 3、学会安装和调试分立元件与集成电路组成的多级电子电路小系统。

1.2

设计技术指标与要求
设计要求

1.2.1



基本要求: A、电路能输出正弦波、方波和三角波等三种波形; B、输出信号的频率要求可调; C、拟定测试方案和设计步骤; D、根据性能指标,计算元件参数,选好元件,设计电路并画出电路图; E、在面包板上或万能板上安装电路; F、测量输出信号的幅度和频率; H、写出设计性报告。 1.2.2 技术指标

频率范围: 100Hz-1KHz, 1KHz-10KHz; 输出电压: 方波 VP-P≤24V, 三角波 VP-P=8V, 正弦波 VP-P=1V;方波 tr 小于 30uS。

1.3

设计提示

方案提示: 1、设计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;也可先产生三角波-方波,再将三角波变成正 弦波。如下框图所示。

2、用单片集成芯片 IC8038 实现,但这种方案要求幅度和频率都可调,可采 用数字电位器加程控放大器实现。
1

第2章
2.1 函数发生器的组成

系统开发过程

函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪 器。 电路形式可以采用由运放及分离元件构成; 也可以采用单片集成函数发生器。 根据用途不同, 有产生三种或多种波形的函数发生器, 本课题介绍方波、 三角波、 正弦波函数发生器的方法。 2.2 正弦波产生电路

正弦波振荡电路的振荡条件:
Xf Xa ? X0 X f ? ?1 Xa X0

或 AF=1

在上式中,仍设 A ? A??a , F ? F?? f ,则可得:
AF ? AF?(? a ? ? f ) ? 1 ,即

AF ? AF ? 1



? a ? ? f ? 2n? ,N=0,1,2·· ·

RC 桥式正弦波振荡器(文氏电桥振荡器) 图 2.1 为 RC 桥式正弦波振荡器。其中 RC 串、并联电路构成正反馈支路,同 时兼作选频网络,R1、R2、RW 及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位 器 RW,可以改变负反馈深度,以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向 并联二极管 D1、D2 正向电阻的非线性特性来实现稳幅。D1、D2 采用硅管(温度稳 定性好) ,且要求特性匹配,才能保证输出波形正、负半周对称。R3 的接入是为 了削弱二极管非线性的影响,以改善波形失真。 电路的振荡频率
fO ? 1 2π RC

起振的幅值条件
Rf ≥2 R1

式中 Rf=RW+R2+(R3 // rD) D — 二极管正向导通电阻。 ,r

2

调整反馈电阻 Rf(调 RW) ,使电路起振,且波形失真最小。如不能起振,则说明 负反馈太强,应适当加大 Rf。如波形失真严重,则应适当减小 Rf。 改变选频网络的参数 C 或 R,即可调节振荡频率。一般采用改变电容 C 作频 率量程切换,而调节 R 作量程内的频率细调。

图 2.1 RC 桥式正弦波振荡器

2.3

方波发生器

由集成运放构成的方波发生器和三角波发生器,一般均包括比较器和 RC 积 分器两大部分。图 2.2 所示为由滞回比较器及简单 RC 积分电路组成的方波—三 角波发生器。 它的特点是线路简单, 但三角波的线性度较差。 主要用于产生方波, 或对三角波要求不高的场合。

电路振荡频率

fo ?

1 2R f C f Ln(1 ? 2R 2 ) R1

式中

R1=R1'+RW'

R2=R2'+RW" Uom=±UZ
U cm ? R2 UZ R1 ? R 2

方波输出幅值

三角波输出幅值

调节电位器 RW(即改变 R2/R1) ,可以改变振荡频率,但三角波的幅值也随 之变化。如要互不影响,则可通过改变 Rf(或 Cf)来实现振荡频率的调节。
3

图 2.2 方波发生器

2.4

三角波和方波发生器

如把滞回比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统,如图 2.3 所示, 则比较器 A1 输出的方波经积分器 A2 积分可得到三角波,三角波又触发比较器自 动翻转形成方波,这样即可构成三角波、方波发生器。图 2.4 为方波、三角波发 生器输出波形图。由于采用运放组成的积分电路,因此可实现恒流充电,使三角 波线性大大改善。

图 2.3 电路振荡频率 方波幅值 三角波幅值
fO ?

三角波、方波发生器

R2 4R 1(R f ? R W )C f

U′=±UZ om
U om ? R1 UZ R2
4

调节 RW 可以改变振荡频率,改变比值

R1 可调节三角波的幅值。 R2

图 2.4

方波、三角波发生器输出波形图

2.5

ICL8038 芯片简介及典型应用--FSK

ICL8038 精密函数发生器是采用肖特基势垒二极管等先进工艺制成的单片集成 电路芯片,电源电压范围宽、稳定度高、精度高、易于用等优点,外部只需接入 很少的元件即可工作,可同时产生方波、三角波和正弦波,其函数波形的频率受 内部或外电压控制,可被应用于压控振荡和 FSK 调制器。 ICL8038 芯片简介 ⑴ 性能特点 具有在发生温度变化时产生低的频率漂移,最大不超过 50ppm/℃;具有正 弦波、三角波和方波等多种函数信号输出;正弦波输出具有低于 1%的失真度; 三角波输出具有 0.1%高线性度;具有 0.001Hz~1MHz 的频率输出范围;工作 变化周期宽,2%~98%之间任意可调;高的电平输出范围,从 TTL 电平至 28V; 易于使用,只需要很少的外部条件。 ⑵、管脚功能 图 2.5 为 ICL8038 的管脚图,下面介绍各引脚功能。 脚 1、12(Sine Wave Adjust):正弦波失真度调节;脚 2(Sine Out) 三角波输出; 4、 (Duty : 脚 5 Wave Cycle

Out) 正弦波输出; 3 : 脚 (Triangle

Frequency):方波的占空比调节、正弦波和三角波的对称调节;脚 6(V+): 正电源±10V~±18V;脚 7(FM Bias):内部频率调节偏
5

图 2.5

ICL8038 管脚图

⑶ 、置电压输;脚 8(FM Sweep):外部扫描频率电压输入;脚 9(Square Out):方波输出,为开路结构;脚 10(Timing 脚 11(V- or

Wave

Capacitor):外接振荡电容;

GND):负电原或地;脚 13、14(NC):空脚。

⑷ 、基本电路的工作原理:

图 2.6

ICL8038 内部框图

其中, 振荡电容 C 由外部接入, 它是由内部两个恒流源来完成充电放电过程。 恒流源 2 的工作状态是由恒流源 1 对电容器 C 连续充电,增加电容电压,从而改
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变比较器的输入电平,比较器的状态改变,带动触发器翻转来连续控制的。当触 发器的状态使恒流源 2 处于关闭状态, 电容电压达到比较器 1 输入电压规定值的 2/3 倍时,比较器 1 状态改变,使触发器工作状态发生翻转,将模拟开关 K 由 B 点接到 A 点。由于恒流源 2 的工作电流值为 2I,是恒流源 1 的 2 倍,电容器处 于放电状态, 在单位时间内电容器端电压将线性下降,当电容电压下降到比较器 2 的输入电压规定值的 1/3 倍时,比较器 2 状态改变,使触发器又翻转回到原 来的状态,这样周期性的循环,完成振荡过程。 在以上基本电路中很容易获得 3 种函数信号, 假如电容器在充电过程和在放 电过程的时间常数相等,而且在电容器充放电时,电容电压就是三角波函数,三 角波信号由此获得。 由于触发器的工作状态变化时间也是由电容电压的充放电过 程决定的,所以,触发器的状态翻转,就能产生方波函数信号,在芯片内部,这 两种函数信号经缓冲器功率放大,并从管脚 3 和管脚 9 输出。 适当选择外部的电阻 RA 和 RB 和 C 可以满足方波函数等信号在频率、占空比 调节的全部范围。因此,对两个恒流源在 I 和 2I 电流不对称的情况下,可以循 环调节,从最小到最大,任意选择调整,所以,只要调节电容器充放电时间不相 等,就可获得锯齿波等函数信号。 正弦函数信号由三角波函数信号经过非线性变换而获得。 利用二极管的非线 性特性,可以将三角波信号的上升成下降斜率逐次逼近正弦波的斜率。ICL8038 中的非线性网络是由 4 级击穿点的非线性逼近网络构成。一般说来,逼近点越多 得到的正弦波效果越好,失真度也越小,在本芯片中 N=4,失真度可以小于 1。 在实测中得到正弦信号的失真度可达 0.5 左右。其精度效果相当满意。

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第3章

设计与应用要点

3.1

函数信号频率和占空比的调节

由于 ICL8038 单片函数发生器有两种工作方式, 即输出函数信号的频率调节 电压可以由内部供给, 也可以由外部供给。图 3.1 为几种由内部供给偏置电压调 节的接线图。

图 3.1

ICL8038 典型应用

在以上应用中, 由于第 7 脚频率调节电压偏置一定,所以函数信号的频率和 占空比由 RA、RB 和 C 决定,其频率为 F,周期 T,t1 为振荡电容充电时间,t2 为 放电时间。 T=t1+t2 f=1/T

由于三角函数信号在电容充电时,电容电压上升到比较器规定输入电压的 1 /3 倍,分得的时间为 t1=CV/I=(C+1/3·Vcc·R A)/(1/5·Vcc)=5/3RA·C 在电容放电时,电压降到比较器输入电压的 1/3 时,分得的时间为 t2=CV/I=(C+1/3·VCC)/(2/5·VCCRB-1/5·VCC/RA) =(3/5·RA*RB·C)/(2RA-RB) f=1/(t1+t2)=3/{5RAC[1+RB/(2RA-R)]} 对图 3(a)中,如果 RA=RB,就可以获得占空比为 50%的方波信号。其频 率 f=3/(10RAC)。

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3.2

正弦函数信号的失真度调节

由于 ICL8038 单片函数发生器所产生的正弦波是由三角波经非线性网络变 换而获得。该芯片的第 1 脚和第 12 脚就是为调节输出正弦波失真度而设置的。 图 4 为一个调节输出正弦波失真度的典型应用, 其中第 1 脚调节振荡电容充电时 间过程中的非线性逼近点,第 12 脚调节振荡电容在放电时间过程中的非线性逼 近点,在实际应用中,两只 100K 的电位器应选择多圈精度电位器,反复调节, 可以达到很好的效果。

图 3.2

正弦波失真度调节电路

3.3 基于 ICL8038 的 FSK 调制电路
该电路如图 3.3 所示. 电路中稳压二极管的作用是将振荡频率根据需要设定 一个中心频率点。电阻 R1 和 1000PF 的电容器用来减小扫描引起的占空比变化。 利用 8038 压控振荡的功能, 将数据信号通过运算放大器接到第 8 脚扫描控制端, 振荡频率随着数据 0 电平和 1 电平而改变。

图 3.3

ICL8038 的 FSK 调制电路
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在实验中, 我们用 6. 稳压二极管设定中心频率, 2V 振荡电容值选择 0. f, 1μ 基带信号 0 和 1 电平值为 TTL 电平,速率为 2400bps,经过本调制电路后测试, 中心频率为 1900Hz,0 和 1 电平对应的输出信号频偏 Δ f=±400Hz,其幅度没 有发生变化,输出正弦波的失真度均不超过 1.1%,说明扫描电压引起的失真 变化非常小, 基本没有寄生成分,输出 0 和 1 电平值与输出信号值的对应关系如 表 1 所示。 当码速提高到 9600bps 时, 经过实验测试, 输出正弦波信号的失真度已变差, 所以用 ICL8038 构成的调制电路,其码速一般在 4800bps 以下。 根据实验可知, 利用此电路得到的 FSK 调制信号,其最低频率和最高频率可 以依据具体实际情况在调制过程中改变, 只需调整数据 0 电平值和 1 电平值的大 小, 就能改变 FSK 调制信号的频偏, 而且调制信号幅度不受影响。 经过实际验证, 用 ICL8038 芯片制成的 FSK 调制电路,输出的正弦波的寄生调幅成分极小,其性 能远比滤波法优越。又因采用了运算放大器使输入扫描电压(调制信号)相对于 输出信号的线性度也得到很大改进, 其输出信号正弦波的频率变化随输入扫描电 压值线性变化,斜率为 0.16Hz/mv。 在应用 ICL8038 精密函数发生器设计、 研制 FSK 调制器时, 应注意以下两点: 振荡电容器 C 的性能优劣,直接影响整个电路工作频率的稳定,在实验中, 我们采用了性能稳定,温度系数小的金属化电容器,经测试,其输出函数信号的 频率稳定度可达到 10-3;由于 RA 和 RB 是决定输出信号占空比的关键元件,所以 在实际使用中,尽量选择温度系数小,精度高的金属电阻和精密多圈电位器。
表1 “0”与“1”对应表

数据信号 0 1

电平值 0V 5V

频率值 1500Hz 2300Hz

码速 2400bps

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第4章

提出解决问题的方案及选取

4.1 三角波变换成正弦波
由运算放大器单路及分立元件构成, 方波——三角波——正弦波函数发生器电路 组成如图 4.1 所示,由于技术难点在三角波到正弦波的变换,故以下将详细介绍 三角波到正弦波的变换。

文 氏 电 桥

正弦波

比较器

方波

积分器

三角波

图 4.1 4.1.1 利用差分放大电路实现三角波——正弦波的变换 波形变换的原理是利用差分放大器的传输特性曲线的非线性, 波形变换过 程如图 4.2 所示。由图可以看出,传输特性曲线越对称,线性区域越窄越 好;三角波的幅度 Uim 应正好使晶体接近饱和区域或者截至区域。

图 4.2

4.2 用二极管及集成运放组成的函数发生器
采用二极管-电阻转换网络折线逼近法。十分明显,用折线逼近正弦波时, 如果增多折线的段数,则逼近的精度会增高,但是实际的二极管不是理想开关, 存在导通阈值问题, 故不可盲目的增加分段数; 在所选的折线段数一定的情况下, 转折电的位置的选择也影响逼近的精度。凭直观可以判知,在正弦波变化较快的 区段,转折点应选择的密一些;而变化缓慢的区段应选的稀疏一些。
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二极管-电阻网络折线逼近电路对于集成化来说是比较简单,但要采用分 立元件打接则会用到数十个器件, 而且为了达到较高的精度所有处于对称位置的 电阻和二极管的正向导通电阻都应匹配。实现起来不是很方便的。另外折线逼近 电路的原理是应用电路传输的非线性, 故作用于变换电路的输入信号的幅度必须 是固定的。而且这个转换网络还有输出阻抗高的缺点。

图 4.3 二极管-电阻转换网络图

4.3 用差分放大电路及集成运放组成的函数发生器

图 4.4

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第 5 章 电路设计说明
5.1 ICL8038 的工作原理:
采用 8038 集成电路,它的内部结构和外观图如上面图 2.5 和图 2.6 所示, 在图二中,电压比较器 C1、C2 的门限电压分别为 2VR/3 和 VR/3( 其中 VR=VCC+VEE) , 电流源 I1 和 I2 的大小可通过外接电阻调节,且 I2 必须大于 I1。当触发器的 Q 端 输出为低电平时,它控制开关 S 使电流源 I2 断开。而电流源 I1 则向外接电容 C 充电,使电容两端电压 vC 随时间线性上升,当 vC 上升到 vC=2VR/3 时,比较器 C1 输出发生跳变,使触发器输出 Q 端由低电平变为高电平,控制开关 S 使电流源

I2 接通。由于 I2>I1 ,因此电容 C 放电,vC 随时间线性下降。当 vC 下降到 vC≤VR/3
时,比较器 C2 输出发生跳变,使触发器输出端 Q 又由高电平变为低电平,I2 再次 断开,1 再次向 C 充电,C 又随时间线性上升。 I v 如此周而复始, 产生振荡。 I2=2I1 , 若

vC 上升时间与下降时间相等,就产生三角波输出到脚 3。而触发器输出的方波,
经缓冲器输出到脚 9。三角波经正弦波变换器变成正弦波后由脚 2 输出。当

I1<I2<2I1 时,vC 的上升时间与下降时间不相等,管脚 3 输出锯齿波。因此,8038
能输出方波、三角波、正弦波和锯齿波等四种不同的波形。 5.1.1 电路的原理图:

在电路设计的提高部分我们增加了调幅电路

图 5.1 原理图
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5.1.2 电路原理说明 由图 3.1 和图 3.2 及 8038 的原理结构可以知道,通过改变电容可以调节整 个波形的频率范围,这是粗调,相对而言,调节 R1 可是达到某个频率,这是细 调。7 脚和 8 脚短节可以使频率调节电压偏置一定,所以函数信号的频率和占空 比由 RA、RB 和 C 决定,其频率为 f,周期 T,t1 为振荡电容充电时间,t2 为放 电时间 T=t1+t2 f=1/T

由于三角函数信号在电容充电时,电容电压上升到比较器规定输入电压的 1 /3 倍,分得的时间为 t1=CV/I=(C+1/3?Vcc?R A)/(1/5?Vcc)=5/3RA?C 在电容放电时,电压降到比较器输入电压的 1/3 时,分得的时间为 t2=CV/I=(C+1/3?VCC)/(2/5?VCCRB-1/5?VCC/RA) =(3/5?RA*RB?C)/(2RA-RB) f=1/(t1+t2)=3/{5RAC[1+RB/(2RA-R)} ] 如果 RA=RB, 就可以获得占空比为 50%的方波信号。 其频率 f=3/ (10RAC) 。 按照设计要求,方波 VP-P≤24V,三角波 VP-P=6V,正弦波 VP-P=1V,在 8038 的 2、 3、9 脚后面接调幅电路。可以通过选择拨码开关实现,两个 741 芯片组成两 极放大电路,调节 R1 和 R2 改变比例系数来实现电压的放大。

5.2 元件参数的选择
通过以上分析,可以选取以下元件的值来实现设计要求。

R1=20K R3=10K RA=4.7K RP1=10K RP3=100K C=4700pF

R2=10K R4=10K RB=4.7K RP2=1K RP4=100K C1=0.1uF

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5.3 电路 PCB 板图:

图 5.2

PCB 板图

第6章 电路的 EDA 实现及仿真分析

6.1 输出瞬态分析
通过在 1K~10K 的范围内对电位器 RP 的调节,我们可以得到频率覆盖 1K~ 10KHz 的各输出波形。两个边界频率的瞬态分析结果见以下诸图:

10KHz 三角波 0dB –20dB –30dB 输出图(Protel 99 SE SIM99 仿真)
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10KHz 方波 0dB –20dB –30dB 输出图(Protel 99 SE SIM99 仿真)

10KHz 正弦波 0dB –20dB –30dB 输出图(Protel 99 SE SIM99 仿真)

1KHz 三角波 0dB –20dB –30dB 输出图(Protel 99 SE SIM99 仿真)

1KHz 方波 0dB –20dB –30dB 输出图(Protel 99 SE SIM99 仿真)

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1KHz 正弦波 0dB –20dB –30dB 输出图(Protel 99 SE SIM99 仿真)

6.2 波形参数的测量
注:以下各参数的测量均在 Protel 99SE SIM99 的仿真支持下,由 Casor 测 量光标辅助完成的, 其中失真度的测量是通过引入同频率等幅的标准信号源的方 法测出的。由于这几个参数的测量都要将信号高倍放大,需占用较大的幅面,因 此不再抓图印证。 ① 输出幅值的测量:

测量条件:f=5KHz RL=600Ω 输出端口 OUT1( 0dB) OUT2(-20dB) OUT3(-30dB) ② 方波上升时间的测量: 测量条件:Uo=4V 频率 上升时间 ③ 正弦波失真度的测量: 测量条件:Uo=3V 频率 失真度 f=1KHz 2.35% f=10KHz 3.10% f=1KHz 655.74ns f=10KHz 555.70ns 幅值范围 6V—28mV 0.6V—2.8mV 60mV—0.28mV

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鉴于所采用正弦波的失真系数的测量方法有较大误差。为此,特在 Uo=7V 的测试条件下在 0dB 端口对 f=1KHz 的正弦波进行了 Fourier 分析,如下图:

1KHz 正弦波 0dB 输出时的 Fourier 分析图(Protel 99 SE SIM99 仿真) 由图可见:电路高频谐波分量是比较少的。 总结: 以上测试数据证明,该电路已远远超过了课程设计题目所要求的各项性能 指标, 而且其三角波、 方波的表现又颇为突出, 通过改变三角波积分电容的方法, 还可以将频率覆盖扩展至 10Hz~100KHz。

6.3 温度扫描分析
以下三图是在 f=5.831KHz 的温度扫描图: RL=600Ω 0dB 输出-10℃~50℃步长为 20℃

5.831KHz 三角波-10℃~+50℃温度扫描图(Protel 99 SE SIM99 仿真)

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5.831KHz 正弦波-10℃~+50℃温度扫描图(Protel 99 SE SIM99 仿真)

5.831KHz 方波-10℃~+50℃温度扫描图(Protel 99 SE SIM99 仿真) 由图可见,波形除了时间上存在延迟外并无畸变。电路在该温度范围内是 正常工作的。

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第 7 章 检测电路前的调试

实践表明, 一个电子装置, 即使按照设计的电路参数进行安装往往也难于达 到预期效果。这是因为人们在设计时,不可能周全地考虑各种复杂的客观问题, 必须通过安装后的测试和调整, 来发现和纠正设计方案的不足。然后采取措施加 以改进, 使装置达到预定的技术指标。因此调整电子电路的技能对从事电子技术 及有关领域工作的人员来说,是不应缺少的。调试的常用仪器有:万用表、示波 器、信号发生器。

7.1 调试前的检查
电子安装完毕,通常不宜急于通电,要形成这种习惯,先要仔细检查。 其检查内容包括: 7.1.1 连线是否正确 检查的方法通常有两种方法: 7.1.1.1 按照电路图检查安装的线路 这种方法的特点是根据电路图连线,按一定顺序安装好的线路,这样比较容 易查出哪里有错误。 7.1.1.2 按照实际线路来对照原理图电路进行查线 这是一种以元件为中心进行查线的方法。把每个元件引脚的连线一次查清,检查 每个去处在电路图上是否存在, 这种方法不但可以查出错线和少线,还容易查出 多线。 为了防止出错,对于已查过的线通常应在电路图上做出标记,最好用指针 式万用表“欧姆 1”挡,或数字万用表“欧姆挡”的蜂鸣器来测量,可直接测量 元、器件引脚,这样可以同时发现接触不良的地方。 7.1.2 元器件的安装情况 检查元器件引脚之间有无短路和接触不良,尤其是电源和地脚,发光二极管 “+”“-”极不要接反。 、

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7.2 调试方法与原则
7.2.1 通电观察 把经过准确测量的电源接入电路。 观察有无异常现象, 包括有无元件发热, 甚至冒烟有异味电源是否有短路现象等;如有此现象,应立即断电源,待排 除故障后才能通电。 7.2.2 静态调试 交流和直流并存是电子电路工作的一个重要组成部分。一般情况下,直流 为交流服务,直流是电路工作的基础。因此,电子电路的调试有静态和动态 调试之分。静态调试过程:例如,通过静态测试模拟电路的静态工作点,数 字电路和各输入端和输出端的高低电平值及逻辑关系等,可以及时发现已损 坏的元器件,判断电路工作情况,并及时调整电路参数,使电路工作状态符 合设计要求。 7.2.3 动态调试 调试的方法是在电路的输入端接入适当频率和幅值的信号, 并循着信号流向 来检测各有关点的波形,参数和性能指标。发现故障应采取各种方法来排除。通 过调试, 最后检查功能块和整机的各种指标是否满足设计要求,如必要再进一步 对电路参数提出合理的修正。

7.3 调试中注意的事项
为了保证效果, 必须减小测量误差, 提高测量精度。 为此, 需注意以下几点: 7.3.1 7.3.2 正确使用测量仪器的接地端 测量电压所用仪器的输入端阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。因

为,若测量仪器输入阻抗小,则在测量时会引起分流给测量结果带来很大的 误差。 7.3.3 仪器的带宽必须大于被测电路的带宽。

要正确选择测量点。 7.3.4 用同一台测量仪进行测量进,测量点不同,仪器内阻引起的误差大小

将不同。 7.3.5 调试过程中,不但要认真观察和测量,还要于记录。记录的内容包括

实验条件,观察的现象,测量的数据,波形和相位关系等。只有有了大量的
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可靠实验记录并与理论结果加以比较,才能发现电路设计上的问题,完善设 计方案。 7.3.6 调试时出现故障,要认真查找故障原因,切不可一遇故障解决不了的

问题就拆掉线路重新安装。因为重新安装的线路仍可能存在各种问题。我们 应该认真检查. 调试结果是否正确,很大程度受测量正确与否和测量精度的影响。

第 8 章 实验数据及其分析
在检测实验成品的性能过程中 ,我们考虑到某些频率段的失真度比较大。 故只用两个主要的频率段进行测量和分析,在此,请读者谅解! 在示波器中,其中的波形幅值分两种档位:10×R 和 1×R。 数据 频段选择 C=4700PF(f=1k~10kHz) C=0.01μ F(f=100~1kHz) 波形 档位 10× 1× f(频率) 4000Hz 701.8 Hz 三 Vp-p 7.8V 800mV 角 Vmax 4.24V 440mV 波 Vmin -3.60V -360mV 占空比 50% 49.1% f(频率) 4008 Hz 699.3 Hz 方 Vp-p 16.8V 1.68V 波 Vmax 9.4V 811mV Vmin -7.4V -718mV 占空比 49.7% 50% f (频率) 4000 Hz 701.8 Hz 正 Vp-p 5V 540mV 弦 Vmax 2.44V 286mV 波 Vmin -2.56V -168V 占空比 48.8% 43.5% 在数据的测试当中, 我们可以看出正弦波的失真度比较大, 在测频 1~100Hz 时,整个电路所测出的波形都有很大的失真,故不测出其结果。 把此数据与上面仿真结果得到我们的电路还存在很多问题, 分析其中原因正 如在直流稳压源的设计报告中也存在同样的问题。

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第 9 章 元件清单
本设计所需元件及器材如下: 名 ICL8038 芯片 电阻 4.7K 10K 20K 精密电位器 100K 精密电位器 10K 精密电位器 1K 无极性电容 4700pF 无极性电容 0.1uF 电源白色插座 缚铜板 镊子 尖嘴钳 斜口钳 数字万用表 Fecl3 排插 焊锡丝 电源白色插座 铜柱 称 数 量

1个 共6个 2个 1个 1个 1个 1个 1个 1块 1个 1个 1个 1个 若干 若干 若个 1个 4个

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第 10 章

心得体会

模拟电子技术是我系(电气与信息工程系)的一门重要的技术基础课。该课 程不但要求理论基础扎实, 而且需要很强的实践性。因此除安排了大量的实验学 时外, 还安排两周的课程设计。 通过课程设计, 一方面可巩固已学过的理论知识, 更重要的是给我们一次独立的设计实践机会,以培养我们的设计能力和动手能 力。通过几个星期的努力,最终把这次课程设计的任务完成了。这是我进行的第 一次课程设计。在设计中,遇到了很多问题,经过同学的帮助和自己的努力,最 终克服了难题, 锻炼了我的实践动手能力,使我真正做到了理论与实践的有效结 合。 本次设计对于我来说是一种考验,同时也为我以后能设计出更多更好的电子 产品打下坚实的基础。现代电子设计技术的不断发展,对于我们 21 世纪的大学 生来说是一种挑战, 也是一种机遇。 我在这次课程设计有许多还不尽人意的地方, 不明白的地方得到了相应老师的批评指正。 在以后的学习工作中, 我会更加努力, 不断完善自己。 我在这次课程设计中,我学到了在课本上学习不到的东西,我进一 步的了解和熟练了 Protel 制作原理图和 PCB 板的过程,并且学会了在 Protel 里 怎样绘制元器件和怎么把所绘制的元器件放入元件库。 还学会了各元件的功能分 析及元件内部电路的结构。 在动手技能方面有了很大进步,也知道了理论知识和 理论与实践紧密结合的重要性。本次课程设计,还有一个好处是在动手的过程中 培养了我的团队意识和协作精神,使我们了解到了整体力量的伟大。 通过这次 设计,我的理论知识掌握得更扎实,动手能力明显提高。而且通过对此课程的设 计,我不但知道了以前不知道的理论知识,而且也巩固了以前知道的知识。最重 要的是在实践中理解了书本上的知识,明白了学以致用的真谛。也明白老师为什 么要求我们做好这个课程设计的原因。 她是为了教会我们如何运用所学的知识去 解决实际的问题, 提高我们的动手能力。在整个设计到电路的焊接以及调试过程 中, 我个人感觉调试部分是最难的,因为你理论计算的值在实际当中并不一定是 最佳参数, 我们必须通过观察效果来改变参数的数值以期达到最好。而参数的调 试是一个经验的积累过程, 没有经验是不可能在短时间内将其完成的,而且可能 也是老师要求我们加以提高的一个重要方面吧!

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第 11 章

鸣谢

感谢陈坚老师的耐心指导; 感谢同学们的帮助; 感谢湖南工学院电信系实验老师的大力支持; 感谢湖南工学院对我的支助。

第 12 章

主要参考文献

[1] 胡宴如,耿苏燕.模拟电子技术[M] .北京:高等教育出版社,2008. [2] 康华光,电子技术基础.模拟部分[M] .5版.北京:高等教育出版社,2006. [3] 谢自美.电子线路设计·实验·测试[M] .3版.武汉:华中科技大学出版 社,2008. [4] 郝鸿安.常用模拟集成电路手册.人民邮电出版社,2004. [5] 电子电路大全.中国计量出版社.2006.

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附录一

附录二

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