文档介绍：函数信号发生器设计报告
一、设计要求
设计一个方波—三角波函数发生器,性能指标要求如下:
(1)频率范围:100Hz—1KHz,1KHz—10KHz;
(2)输出电压:方波Vp-p<=24V,三角波Vp-p=6V;
(3)波形特征:方波Tr<30μS(1KHz,最大输出),三角波γ<20%.
二、设计的作用、目的
1. 掌握函数信号发生器工作原理。
2. 熟悉集成运放的使用。
3. 熟悉Multisim软件。
三、设计方案的选择及论证
1. 方案一
采用分立器件实现电路组成,主要的部件有双运放uA741运算放大器、电压比较器、积分运算电路、差分放大电路、选择开关、电位器和一些电容、电阻组成。该方案由三级单元电路组成的,第一级单元可以产生方波,第二级可以产生三角波,第三级可以产生正弦波,通过第二级的选择开关可以实现频率波段的转换,通过对差分放大电路部分元器件的调节来改善正弦波产生的波形。
2. 方案二
采用集成电路实现,主要部件有高速运算放大器LM318、单片函数发生器模块5G8038、选择开关、电位器和一些电容、电阻组成。该方案通过调节不同电位器可调节函数发生器输出振荡频率大小、占空比、正弦波信号的失真,可产生精度较高的方波、三角波、正弦波,且具有较高的温度稳定性和频率稳定性。
3 方案比较与选择
方案二采用芯片虽然精度较高,温度稳定性和频率稳定性比较好,而它们只能产生300kHz以下的中低频正弦波、矩形波和三角波,且频率与占空比不能单独调节,从而给使用带来很大不便,也无法满足高频精密信号源的要求
uA741这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作,可以方便的输出精度较高的方波、三角波、正弦波,且可以通过调节差分放大电路的各个参数调节正弦波的失真。差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,可将频率很低的三角波变换成正弦波。
综上所述,本课题选用方案一。
四、函数发生器的具体方案
1. 总的原理框图及总方案

(1)电路总原理图
工作原理如下:
若a点断开,运算发大器A1(左)与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器,C1为加速电容,可加速比较器的翻转。运放A2(右)与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器,其输入信号为方波Uo1,则积分器的输出电压Uo2为

当时,
当时,
若a点闭合,即比较器与积分器首尾相连,形成闭环电路,则自动产生方波-三角波。
三角波的幅度为:
方波-三角波的频率f为:
参数选择:在电容C1、C2处放置了选择开关,可以满足课设要求的两个频率范围100Hz—1KHz,1KHz—10KHz。
当需要100Hz—1KHz时,开关选择C1=100nF,取R4=10K,RP2为100KΩ电位器;
当需要1KHz—10KHz时,取C2=10nF,以实现频率波段的转换,R4及RP2的取值不变。平衡电阻R5=8KΩ。
由此可见积分器在输入为方波时,输出是一