北邮2018模电实验：可调方波-三角波-正弦波信号发生器设计

"该资源是2018年北京邮电大学模电综合实验报告，学生通过运放、电阻、电容等基本元件在面包板上设计了一个可调频率、峰峰值和占空比的方波-三角波-正弦波发生器。报告包括任务要求、设计方案、元件计算、Multisim仿真、实物搭建与测试等内容。" 在本次实验中，学生设计了一个多功能的信号发生器，能够生成方波、三角波和正弦波，并且各项性能指标可调。实验基于迟滞电压比较器和集成运算放大器，构建了反相积分电路来产生方波和三角波，而通过差分放大器的非线性特性实现了三角波到正弦波的转换。 对于基本设计要求，学生需确保以下几点： 1. 输出频率能够在1kHz到10kHz的范围内连续可调，这通常通过改变电路中的电容或电阻值来实现。 2. 方波的输出电压应为12V，允许有20%的误差，并且上升和下降沿时间小于10微秒，这需要精确控制电路的时间常数。 3. 三角波的输出电压应为8V，同样允许20%的误差，通过调整电路中的电阻和电容比例可以控制其幅度。 4. 正弦波的输出电压至少为1V，要求无明显失真，通过调整负反馈网络的增益可以优化波形质量。 提高要求部分，学生需要进一步优化电路，实现： 1. 输出方波的占空比可调，范围在30%至70%，这通常通过改变比较器的阈值电压来实现。 2. 三种波形的输出峰峰值应在1V到10V之间连续可调，这需要更复杂的电压控制机制，如使用滑动变阻器或者多级增益调节。 设计过程中，学生考虑了两种方案，并最终选择了合适的一种进行实物搭建。方案一中，正弦波发生器是通过RC振荡电路实现的，采用选频网络R1、C1和R2、C2，以及负反馈网络R3、RW和R4。二极管D1和D2作为稳幅元件，确保输出电压的稳定。负反馈网络的调整使得电压增益满足振荡幅度条件，同时二极管的导通状态根据输出电压的变化自动调整反馈系数，从而维持振荡幅度的恒定。 在报告中，学生还展示了Multisim软件的电路仿真图、波形图以及实物搭建后的测试结果，这些都反映了实验过程中的问题分析和解决方案，显示了实验的完整性和成功性。通过这样的综合实验，学生不仅掌握了模拟电子技术的基本原理，还锻炼了实际操作和问题解决的能力。