中中 原原 工工 学学 院院课课 程程 设设 计计课程名称： 电子技术综合设计与实践题目名称： 简易信号发生器和简易频率计学生学院： 电子信息学院专业班级： 学 号： 学生姓名：指导教师：22013 年 1 月 11 日课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书姓名学号班级学院电子信息学院课程电子技术综合题目简易信号发生器和简易频率计设计任 务1.设计一个的正弦波、方波和三角波发生器：(1) 频率可调范围：2Hz20KHz，分为 4 档：220Hz；20200Hz；200Hz2KHz；220KHz；(2) 幅度可调范围：05V；(3) 可调偏置。2.设计一个简易数字频率计：(1) 可测量信号频率范围：1100 KHz，显示单位为 Hz；(2) 输入电压幅度 VPP：100mV10V；(3) 输入信号波形：任意周期信号；(4)显示方式: 6 位十进制数显示。 时间进 度第 17、18 周 2010.12.27-2011.1.7星期一、二 布置设计方案、预设计及验收星期三、四、五 计算机仿真及仿真结果验收 星期一上午 发放元器件、领取工具 星期一下午 焊接星期二、三、四 安装、调试、教师验收星期周五 打印图纸、写设计报告3中文摘要中文摘要函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、 矩形波（含方波） 、正弦波的电路。函数信号发生器在电路实验 和设备检测中具有十分广泛的用途。通过对函数波形发生器的原 理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的 函数波形发生器。本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放 大器共同组成的方波三角波正弦波函数发生器的设计方法， 先通过比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，最后通过差 分放大器形成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特 性曲线的非线性。数字频率计属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是主要参 考资料1.康华光。电子技术基础 数字部分(第五版)。北京：高等教育出版社，2006；2.康华光。电子技术基础 模拟部分(第五版)。北京：高等教育出版社，2006； 3.电子技术(下)实验指导书，中原工学院电子技术课程组 自编， 2011； 4频率测量的重要手段之一。关键词关键词：函数信号发生器 方波 三角波 正弦波数字频率计 测量频率 过程自动化 触发器AbstractFunction signal generator is able to generate a variety of waveforms, such as the triangle wave, sawtooth wave, rectangular wave (including square wave), sine wave circuit. Function signal generator has a very wide range of uses in the detection circuit experiments and equipment. Function waveform generator principle and composition analysis, design can transform a triangle wave, sine wave, square wave function waveform generator. This topic used jointly by the integrated operational amplifier with transistor differential amplifier consisting of square wave - triangular wave - sine function generator design method, the first comparator generates a square wave, triangular wave generated through the integrator, formed by the differential amplifier sine . Waveform conversion principle is to use nonlinear differential amplifier transfer characteristic curve. Digital frequency meter is a timing circuit, it is mainly constituted by the flip-flop has a memory function. , Have been widely used in computer and digital instrument. In electronic technology, the frequency is one of the most basic parameters, and many electrical parameter measurement solutions, the measurement results are very close relationship between the frequency measurement becomes more important. Measurement frequency variety, electronic counter measures the frequency with high precision, easy to use, rapid measurement, as well as facilitate the realization of the measurement 5process automation is one of the important means of frequency measurementKey words: Function signal generator, square wave, triangle wave, sine wave Digital frequency meter, measurement frequency, process automation, triggers目录目录1.前言前言-12.总体方案设计总体方案设计-23.设计原理设计原理-33.1 简易信号发生器的基本原理简易信号发生器的基本原理-3 3.2 数字频率计的基本原理数字频率计的基本原理-7 4.电路调试与仿真电路调试与仿真-114.1 电路的调试电路的调试-11 4.2 电路的仿真电路的仿真-12 4.3 电路板的调试电路板的调试-13 5.心得体会心得体会-156.参考文献参考文献-177.附录附录-18611 1 前言前言频率是周期信号每秒钟内所含的周期数值。输入电路：由于输入的信号可以是正弦波，方波。而后面的闸门或计数电路要求被测信号为矩形波，所以需要设计一个整形电路则在测量的时候，首先通过整形电路将正弦波或者三角波转化成矩形波。在整形之前由于不清楚被测信号的强弱的情况。所以在通过整形之前通过放大衰减处理。当输入信号电压幅度较大时，通过输入衰减电路将电压幅度降低。当输入信号电压幅度较小时，前级输入衰减为零时若不能驱动后面的整形电路，则调节输入放大的增益，时被测信号得以放大。通过时基电路及控制电路 锁存器 将最终频率稳定的显示在数码管上。函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。2.总体方案设计总体方案设计21.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，方波变成三角波；也可先产生三角-方波，再将三角波变成正弦波。如下框图所示。方波 三角波 正弦波积分器比较器差分放大器2. 频率计是直接用十进制来显示被测信号频率的一种测量装置。它可以测量正弦波、方波和三角波的频率。利用施密特触发器将输入信号整形为方波，并利用计数器测量1s 内脉冲的个数，利用锁存器锁存，稳定显示在数码管上。数字频率计的整体结构要求如图 1-1 所示。图中被测信号为外部信号，送入测量电路进行处理、测量，档位转换用于选择测试的项目-频率、周期或脉宽，若测量频率则进一步选择档位。数字频率计系统结构框图数字频率计系统结构框图3 3设计原理设计原理被测信号被测信号测量电路测量电路 显示电路显示电路档位转换档位转换33.1、 简易信号发生器基本原理简易信号发生器基本原理1、函数发生器的组成、函数发生器的组成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、正弦波产生电路、正弦波产生电路正弦波振荡电路的振荡条件；3 3、RCRC 桥式正弦波振荡器桥式正弦波振荡器图为 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4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 2RC1fO起振的幅值条件 2 1f RR式中 RfRWR2（R3 / rD） ，rD 二极管正向导通电