1、物理與電子工程學院課題設計報告名題課組組組組稱：正弦函數發生器設計-別：20組長：2011級楊會員：2011級胡原彬員：2011級廖秋偉2013年7月10日目錄1 .設計要求32 .總體設計33 .設計方案3用運算放大器產生1000HZ的正弦信號 3將正弦波轉換為方波 3將方波轉換為正弦波4還原波形44 .設計步驟及參數的確定4用運算放大器產生1000HZ的正弦信號 4正弦波轉換為方波4方波轉換為正弦波5還原波形5整體電路原理圖65 .實驗仿真結果6正弦波產生且換為方波再換為正弦波的波形6用放大器放大振幅還原后的波形76 .電路板的制作7畫圖7元器件清單8實物焊接87 .電路的調試8（）電路連

2、接8波形測量8數據的記錄88 .總結9設計過程中遇到的問題9心得體會10正弦函數發生器一.設計要求1.用運算放大器產生個1000HZ的正弦波信號。將此正弦波轉換為方波。2.再將此方波轉換為正弦波。3.限用一片LM324和電阻、電容。4.二.總體設計總體設計大體上可分為四個模塊：1,用振蕩電路產生1000HZ的正弦波信號：2 .用個過零比較器把正弦波變為方波；3 .用RC濾波電路從方波中濾出正弦波；4 .檢測波形用放大器還原振幅。, 振蕩電路轉換為過零比.產生正弦波方波較曙濾波也路同向轉換放大還大正弦正弦波三.設計方案的正弦信號用運算放大器產生1000HZ的正1000HZRCRC和個運放組成文氏

3、電橋振蕩電 路，調節選頻電路來產生用弦波。將正弦波轉換為方波用個運放接成過零比較曙就可以把正弦波轉換為方波。但會存在少許誤差。.將方波轉換為正弦波用電阻和電容組成RC濾波電路，選擇合適的數據參數就能實現把方波變為正弦波。還原波形用個同相放大器把波形的幅度放大還原。四.設計步驟及參數的確定用運算放大器產生1000HZ的正弦信號用電阻、電容、二極管和個運放組成文氏電橋振蕩電路，電路圖如下。參數選擇中最重要的是R6和C2的值選擇，因為它們是選頻電路。M/2HRC。f=1000HZ,所以可以確定RC的值。正弦波轉換為方波用個運放接成過零比較器如下圖，通向端接信號輸入，反向端接地。只要輸入信號電壓大于

4、或小于零，信號就發生跳變，可以把正弦波轉換為方波一方波轉換為正弦波用電阻和電容接成RC濾波電路。在R2和C3過后的節點處波形是三角波，最后輸出是正弦波。泗;還原波形1 .在RC濾波電路輸出的正弦波，幅度變小了約9倍的樣已 用個同向放大賽放大它的幅度。2 .因為同向放大器的放大倍數為：A=1+R12/R11 o所以確定Rll=8k歐姆，R12=lk歐姆。.國整體電路原理圖五.實驗仿真結果正弦波產生且換為方波再換為正弦波的波形.注：紅色為震蕩產生的正弦波，藍色為正弦波轉換成的方波，白色為方波轉換成的正弦波。 振蕩電路產生的正弦波：振幅：9.8V ,頻率:1000HZ o由方波轉換的正弦波：振幅：1

5、.1V頻率1000HZ。用放大器放大振幅還原后的波形放大還原后的正弦波：幅度:9.8V：頻率：1000HZ：.六.電路板的制作H畫圖在DXP軟件中畫出上而已近仿真成功的原理圖，選擇封裝，轉換成PCB模式。整理版面上的元器件清單元件布局，盡量避免導線的交叉。PCB., * OsciLLosc:F 7）|_一一工1JL ,一一11 T1Timw元器件型號參數數量 （個）名稱（歐姆1 5.1K1 2.7K電阻2 1K2 10K2 15nF電容2 33nF1 luF3 10K電位器1 20K2 二極管 1N40011芯片LM324N實物焊接按照上面的布局排列實物電路板，依據PCB板的線路分布焊接電路。

6、注意焊接時不要短路和外 接電源、接地的接口的焊接，并把要測試的信號用導線引到排針上方便測試。七.電路的調試電路連接用±12V的恒樂源連接到電路板的正負電源接口，把電路板接地端接地。波形測量用示波器觀測振蕩及產生的正弦波、方波、轉換后的正弦波和放大還原的正弦波。注意調節電位 器.數據的記錄f 10-納4.工4 nK -1QQ8 sinn國浮eSeals 11 ms DiyX g/gfi I。pZT Add | B-；A|/LB|Char SgleY3AC I波形類型頻率(HZ)振幅(V)9.8 1000正生器振蕩產的弦波13. 41000方波.轉換后的正弦波1000 1. 19.810

7、00后的正放大還原弦波間數據結果分析我們用振蕩器產生了頻率1000HZ振幅9.8V的正弦波， 經過過零比較器后變為頻率1000HZ振幅13.4V的方波，在經過我們的濾波電路，把方波轉換 為頻率1000HZ振幅1.1V的正弦波，最后經放大曙放大還原為頻率1000HZ振幅9.8V的正弦 波。雖然實際值和理論值有些小小的誤差，但實驗還是得到了正確的結果。八.總結設計過程中遇到的問題因為第次做類似的設計電路，很多地方不清楚，都是在摸索中進行的。遇到很多大小的問題。 比如：1 .電路圖自己設計很困難，在查找電路圖時很多都不能實現，這些電路對于我們不適用。2 .元件的參數確定是大多是參照我們查找的電路，稍

8、作修改。自己很少從設計的角度來理論計算。3 .仿真時有時候是正確的波形，感覺沒有動它一會兒又出了問題。4 .在焊接電路板時，各個元件的引腳很細很密，容易短路。第次焊接完了去調試時，用示波器 在元件中尋找波形很不方便，而且沒有波形。我們再次檢查并把要檢測的信號用導線連接到排針 上方便檢測。5 .第二次檢測時感覺是那些地方短路了，做了修改后再去檢測，后面幾步都有波形但是第步(振 蕩淤)沒有成形的正弦波。我們認為是振蕩器的兩個電位器的阻值沒調好。6 .我們在電路板上用到了 4個電位賽，最初我們不知道電位曙怎么調節是變大或變小，只有通 亂調，后來才想到用萬用式測它的電阻。7 .最初我們的電位器只用到:

9、T兩個引腳，認為連接方式和滑動變阻器類似，后來聽說得三個腳都 用到，中間和兩側中的一個串聯再外接。8 .經過種種改善和調試都不行，我們打算新做了 個電路板,在焊接的時候我沒看見新的LM324n 芯片，想把它換在舊板上試試，結果調試出門皮形，雖然最后的正弦波有失真，但前面振蕩器 產生的正弦波和方波都是可以的，頻率都可以通過電位器調到1000HZ,幅值也可以調節。主要 是最后的轉換后的正弦波有些失真，放大后也存在失真。9 .由于失真，我們檢查后把電容C3由原來的L2uF改為luF （好像C3電容原本不是它所標注的 1.2uF）,波形不失真，但是最后放大器放大的幅度只能達到初始正弦波的1/2,再調大

10、就波峰就 截止了。我們有嘗試改小電容C4和C5。10 .為了進一步完善，我們把相關的電阻和電容測量下并適當替換。在調整后又拿去調試， 仔細調節電位器，終于得到了正確的結果！.11 .，同時我們也沒停下第二塊的電路板的制作，希望第二塊能吸取第塊的經驗做的更完善。但 第二塊也許是沒有充足的精力和時間，波形還是存在失真，我們決定還是采用第塊電路板。心得體會第次設計制作電路，雖然遇到很多現在看來很低級的錯誤，也好像花/很多的時間做無用 功，但是卻讓我們熟悉相關軟件和制作的過程，了解相關的制作方法，重溫/以前模電學習的相 關放大器、振蕩電路、濾波等等的原理，打下了電路板制作的些基礎，現在花的時間越是多， 對以后的學習幫助越大。所以這次的設計制作，我們學到了很多，同時也看見了我們很多的不 足之處，明白了哪些地方我們還急待學習和提高。知道細心、耐心的必要；知道測試、檢測的理 性：知道理論、實際的差別：知道失敗、重復的統：知道一次次調試