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《簡易信號發(fā)生器設(shè)計》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要函數(shù)信號發(fā)生器是一種能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路。函數(shù)信號發(fā)生器在電路實驗和設(shè)備檢測中具有十分廣泛的用途。通過對函數(shù)波形發(fā)生器的原理以及構(gòu)成分析，可設(shè)計一個能變換出三角波、正弦波、方波的函數(shù)波形發(fā)生器。本課題采用由集成運(yùn)算放大器與晶體管差分放大器共同組成的方波—三角波—正弦波函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計方法，先通過比較器產(chǎn)生方波，再通過積分器產(chǎn)生三角波，最后通過差分放大器形成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。關(guān)鍵詞：函數(shù)信號發(fā)生器，方波，三角波，正弦波15目錄1.函數(shù)發(fā)生器的總方案及原理
2、框圖…………………………………(2)1.1電路設(shè)計原理框圖……………………………………………(2)1.2電路設(shè)計方案設(shè)計…………………………………………（2）2.單元電路設(shè)計………………………………………………………（3）2.1方波發(fā)生電路的工作原理…………………………………（3）2.2方波---三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理……………………（3）2.3三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的工作原理…………………（6）2.4電路的參數(shù)選擇及計算……………………………………（8）2.5總電路圖……………………………………………………（9）3.電路調(diào)試與仿真……
3、……………………………………………………（10）3.1電路的調(diào)試……………………………………………………（10）3.2方波---三角波發(fā)生電路的仿真……………………………（11）3.3三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路的仿真…………………………（12）4.課程設(shè)計總結(jié)……………………………………………………（13）附錄：元器件明細(xì)清單…………………………………………（14）參考文獻(xiàn)15第一章函數(shù)發(fā)生器的總方案及原理框圖1.1電路設(shè)計原理框圖圖1-11.2電路方案設(shè)計（1）采用滯回比較器產(chǎn)生方波；（2）采用積分器將方波轉(zhuǎn)換成三角波；（3）采用差分放大器
4、將三角波轉(zhuǎn)換成正弦波。15第二章單元電路設(shè)計2.1、方波發(fā)生電路的工作原理：此電路由反相輸入的滯回比較器和RC電路組成。RC回路既作為延遲環(huán)節(jié)，又作為反饋網(wǎng)絡(luò)，通過RC充、放電實現(xiàn)輸出狀態(tài)的自動轉(zhuǎn)換。設(shè)某一時刻輸出電壓Uo=+Uz,則同相輸入端電位Up=+UT。Uo通過R3對電容C正向充電，如圖中實線箭頭所示。反相輸入端電位n隨時間t的增長而逐漸增高，當(dāng)t趨于無窮時，Un趨于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo從+Uz躍變?yōu)?Uz,與此同時Up從+Ut躍變?yōu)?Ut。隨后，Uo又通過R3對電容C反向充電，如圖中虛線箭頭所示。Un隨時間
5、逐漸增長而減低，當(dāng)t趨于無窮大時，Un趨于-Uz；但是，一旦Un=-Ut,再減小，Uo就從-Uz躍變?yōu)?Uz，Up從-Ut躍變?yōu)?Ut，電容又開始正相充電。上述過程周而復(fù)始，電路產(chǎn)生了自激振蕩。圖2-1方波產(chǎn)生電路2.2方波---三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理：圖2-2-115圖2-2-1所示的電路能自動產(chǎn)生方波—三角波。電路工作原理若下：若a點斷開，運(yùn)放A1與R1、R2及R3、RP3組織成比較器，R1成為平衡電阻，運(yùn)放的反相端接基準(zhǔn)電壓，及U_=0，同相端接輸入電壓Uia；比較器的輸出Uo1的高電平等于正電源電壓+Vcc，低電平等于負(fù)電源電壓—V
6、EE（
7、+Vcc
8、=
9、—VEE
10、）,當(dāng)比較器的U+=U-=0時，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出U01從高電平+Vcc跳到低電平—VEE，或從低電平—VEE跳到高電平+Vcc。設(shè)U01=+Vcc，則（2-2-1）式子中，RP1指的是電位器（以下同）。將上式整理，得比較器翻轉(zhuǎn)的下門限電位（2-2-2）若Uo1=—VEE，則比較器翻轉(zhuǎn)的上門線電位（2-2-3）比較器的門限寬度(2-2-4)由式子（2-2-1）～(2-2-4)可以得到比較器的電壓傳輸特性，如圖所示。圖2-2-2a點斷開后，運(yùn)放A2與R4、RP3、C2、及R5組成反相積分器，其輸入信號為方波U01，
11、則積分器的輸出(2-2-5)當(dāng)U01=+Vcc時，(2-2-6)15當(dāng)U01=-Vcc時，(2-2-7)可見積分器輸入方波時，輸出是一個上升速率與下降速率相等的三角波，其波形如圖所示。圖2-2-3當(dāng)a點閉合，即比較器與積分器首尾相連，形成閉環(huán)電路，則自動產(chǎn)生方波-三角波。三角波的幅度為（2-2-8）方波—三角波的頻率（2-2-9）由式子（2-2-8）及（2-2-9）可以得出以下結(jié)論：1.電位器RP2在調(diào)整方波—三角波的輸出頻率時，一般不會影響輸出波形的幅度。若要求輸出頻率的范圍比較寬，則可用C2改變頻率的范圍，RP2實現(xiàn)頻率微調(diào)。2．方波的輸
12、出幅度約等于電源電壓+Vcc。三角波的輸出幅度不超過電源電壓+Vcc。電位器RP1可以實現(xiàn)幅度微調(diào)，但會影響方波—三角波的頻率。152.3三角波---正弦波轉(zhuǎn)換電路
