【正文】 知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且 考試 內(nèi)容有限，所以在這次 畢業(yè) 設計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。他們細心指導我的學習與研究， 從課題的選擇到項目的最終完成，老師 們 都始終給予我細心的指導和不懈的支持。老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。 （ 3）為 減小正弦波的失真，可將圖 3 中的 R3（ 82kΩ）換成 100kΩ可調(diào)電阻。 c. 振蕩頻率： ∵圖中 R1 與 R2 并聯(lián)且 R1=R2=100KΩ ， ∴ R= R1*R2/（ R1+R2） =100*100/（ 100+100） = 50KΩ ① 當開關(guān) S 接在 1C =100pF 時， fo=； ② 當開關(guān) S 接在 2C = 時， fo=； ③ 當開關(guān) S 接在 3C =1uF 時， fo=。式子 化簡成 : fo= 如果在把第 5 兩腳短接，經(jīng)過一只公用的定時 電阻 R 接 V+，振蕩頻率的計算公式 : fo = 圖 ICL 8038典型應用電路 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計 （論文） 25 a. 當 R1=R2=R 時， I2=2I，占空比為 D=50%，輸出為方波，三角波，正弦波。為定時電容，也影響振蕩頻率。圖 561 為一個調(diào)節(jié)輸出正弦波失真度的典型應用，其中第 1 腳調(diào)節(jié)振蕩電容充電時間過程中的非線性逼近點，第 12腳調(diào)節(jié)振蕩 電容在放電時間過程中的非線性逼近點，在實際應用中，兩只 100K的電位器應選擇多圈精度電位器，反復調(diào)節(jié)，可以達到很好的效果。15 V ，我們?nèi)?177。通過以上分析可知，改變電容充電放電電流即改變 RA， RB 的數(shù)值，或改變電容 C 的數(shù)值，就改變了充放電時間，因此可改變其頻率。一直到 Uc 下降到 1／ 3 VEE，使電壓比較器 Ⅱ 的輸出電壓躍變?yōu)榈碗娖剑?Q才變?yōu)榈碗娖剑?Q’ 同時為高電平），使得電子開關(guān) S 斷開，電容 C 又開始充電。其精度效果相當滿意 。利用二極管的非線性特性，可以將三角波信號的上升成下降斜率逐次逼近正弦波的斜率。由于觸發(fā)器的工作狀態(tài)變化時間也是由電容電壓的充放電過程決定的，所以，觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，就能產(chǎn)生方波函數(shù)信號，在芯片內(nèi)部，這兩種函數(shù)信號經(jīng)緩沖器功率放大，并從管腳 3 和管腳 9 輸出。恒流源2的工作狀態(tài)是由恒流源 1對電容器 C連續(xù)充電，增加電容電壓，從而改變比較器的輸入電平，比較器的狀態(tài)改變，帶動觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)來連續(xù)控制的。如此周而復始，產(chǎn)生振蕩，若 I2=2I1， vc上升時間與下降時間相等，就產(chǎn)生三角波輸出到腳 3。當觸發(fā)器的 Q 端輸出為低電平時，它控制開關(guān) S 使電流源 I2斷開。 圖 ： 失真和占空比可調(diào) 圖 ： 失真、占空比、頻率可調(diào) 圖 514電路無法調(diào)節(jié)頻率，我們采用外部供給 頻率調(diào)節(jié)電壓的方式實現(xiàn)頻率的可調(diào) ,通過 10k 電位器，我們可以控制 8端電壓的調(diào)節(jié)范圍 2/3 Vcc 到 Vcc。 針對以上電路失真無法調(diào)節(jié)的缺點，我們改進方案，實現(xiàn)正弦波正負失真的可調(diào)。在初始階段我們用以下幾種由內(nèi)部供給偏置電壓調(diào)節(jié)的接線圖對芯片進行測 試，觀察其特性， 圖 541為基本接法， 圖 542和 圖 543 圖可調(diào)節(jié)占空比。其工 作原理如下：利用恒流源對外接電容進行充放電，產(chǎn)生三角波(或鋸齒波 )，經(jīng)緩沖器 I 從第 3 腳輸出，由觸發(fā)器獲得的方波（或鋸形波），經(jīng)緩沖器Ⅱ從第九腳輸出。通過調(diào)節(jié)外部阻容元件值，即可改變振蕩頻率， 產(chǎn)生高質(zhì)量的中、低頻正弦波，矩形波（或方波，窄脈沖） ,三角波（或鋸齒波）等函數(shù)波形，其應用領域比普通單一波形的信號發(fā)生器更為廣闊。正弦波失真度＜ 5%，經(jīng)過仔細調(diào)整后，失真度還可降低到 %。電源電流約 15mA。 ICL8038 的應用 ICL8038 是精密波形產(chǎn)生與壓控振蕩器，其基本特性為：可同時產(chǎn) 生和輸出正弦波、三角波、鋸齒波、方波與脈沖波等波形 。 當輸入正弦交流信號 ui時，經(jīng) T1放大、倒相后同時作用于 T T3的基極， ui的負半周使 T2管導通（ T3管截止），有電流通過負載 RL，同時向電容 C0充電，在 ui的正半周，T3導通（ T2截止），則已充好電的電容器 C0起著電源的作用，通過負載 RL放電，這樣在RL上就得到完整的正弦波。 T1 管工作于甲類狀態(tài)，它的集電極電流 IC1 由電位器 RW1 進行調(diào)節(jié)。能使低頻信號功率放大的放大器，即為低頻功率放大器，簡稱功率放大器。由于本例中的 fo=800Hz，故選用 μ A741 集成運算放大器。）然后再經(jīng)過實驗調(diào)整，以達到最好效果。 穩(wěn)幅二極管 D D2 應選用溫度穩(wěn)定性較高的硅管。 另外，為了滿足 R=R3//Rf的直流平衡條件，減小運放輸入失調(diào)電流的影響。 R0（幾百 Ω 以 下）為運算放大器的輸出電阻。 （ 1）根據(jù)振蕩器的頻率，計算 RC 乘積的值。 3． 選擇運算放大器 4． 調(diào)試電路，使該電路滿足 指標要 求 。 電路中濾波電容承受的最高電壓為 VU 172 2 ? ，所以所選電容器的耐壓應大于 17V。F 大電容放電倒灌入三端穩(wěn)壓器而被損壞。其電壓調(diào)整率和電流調(diào)整率均優(yōu)于固定式集成穩(wěn)壓構(gòu)成的可調(diào)電壓穩(wěn)壓電源。 因為要求輸出電壓可調(diào)，所以選擇三端可 調(diào)式集成穩(wěn)壓器。 在 u2 的正半周內(nèi)，二極管 D D2 導通， D D4 截止； u2 的負半周內(nèi)， D D4 導通， D D2 截止。 （ 2）整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?50Hz 的正弦交流電變換成脈動的直流電 。 （ 2）降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向 直流電，但其幅度變化大（即脈動大）。 正弦波發(fā)生器 ： 又稱文氏電橋振蕩器，如圖 131所示，其中 A放大器由同相運放電路組成，圖 342，因此， )1(12RRVVAdov ??? 圖 正弦波電路原理圖 121314DR2R1VdVo+ 圖 F 網(wǎng)絡由 RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡組成，由于運放的輸入阻抗 Ri 很大，輸出阻抗 Ro 很小，其對 F 網(wǎng)絡的影響可以忽略不計，從圖 343 有 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 11 RCjRCjRRCjRVVFofv?????????111 )1(3)1)(1( 2 CCRjRRRCjRRCjR???? ??????? () 由自激振蕩條件： T=AF=1 有 1)1(3 2 ???? CCRjRRAFA vvv?? 所以上式分母中的虛部必須為零，即 012 ??CCR ?? RC10 ?? ?振蕩頻率 () 上式的實部為 1，即 13 ??RRAv 3?? vA起振條件 () 對圖 342 同相運放， 121 RRAv ?? 須滿足 12 2RR ? () 以上分析表明： ① 文氏電橋振蕩器的振蕩頻率 RC10??，由具有選頻特性的 RC 串聯(lián)網(wǎng)絡決定。 圖 其中 1Ou 為方波 ， Ou 為三角波。可見，在 1tt? 前的一瞬間， 01?Pu ， ZO Uu ?1 ，而從流過 1R 和 2R 的電流相等，則 211 )( RURtu ZO ?? ， 故 1tt? 后，由于 ZO Uu ??1 ，故電容放電，其兩端電壓 因 tCRUdUCRtu Zt tZO 4041 1)( ???? ?? ????? t ZCZC ttCRUtudtUCRu 0 1414 )()()(1ZOC URRtutu 2111 )()( ??ZO URRtu 211 )( ??西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 9 故 于是 Ou 線性上升， 1Pu 也上升。積分電路的輸出端除了輸出三角波信號 外，并通過電阻 R1 將三角波信號反饋到滯回電壓比較器的輸入端，將三角波信號整形變換成方波信號輸出。圖中的運算放大器 1A組成方波信號發(fā)生器， 2A 組成 RC 積分電路。如此周而復始，循環(huán)不已，因此產(chǎn)生振蕩，輸出方波。在 1tt? 時刻， Nu 上升到略高于 Pu ，Ou 由高電平跳到低電平，即變?yōu)?ZU? 。 方波發(fā)生器： 如圖 321 用運算放大器滯回比較器和 fR 、 C積分電路組成的，輸出電壓經(jīng) fR 、 C反饋到運放的反相輸出端，因此積分電路起延遲和負反饋作用。電路形式可以采用由運放及分離元件構(gòu)成；也可以采用單片集成函數(shù)發(fā)生器。另外還可以將三角波通過觸發(fā)器變成方波輸出。 方案二 利用 ICL5G8038 芯片構(gòu)成 8038 集成函數(shù)發(fā)生器。 ： ① 優(yōu)點 ： 這一方案為一開環(huán)電路，結(jié)構(gòu)簡單，產(chǎn)生的正弦波和方波的波形失真較小 ① 。2 設計方案選擇 4 第二 章 設計 方案選擇 方案一 由文氏電橋產(chǎn)生正弦振蕩，然后通過比較器得到方波，方波積分可得三角波 。本系統(tǒng)中任何一部分電路模塊均可移植與實用開發(fā)系統(tǒng)的設計中，電路設計具有實用性。這些新一代臺式儀器具有多種特西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 3 性，可以執(zhí)行多種功能。各種計算機語言的飛速發(fā)展也推動了任意波形發(fā)生器軟件技術(shù)的發(fā)展。 近幾年來，國際上任意波形發(fā)生器技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1）過去由于頻率很低應用的范圍比較小，輸出波形頻率的提高，使得任意波形發(fā)生器應用于越來越廣的領域。但總體來說，我國任意波形發(fā)生器還沒有形成真正的產(chǎn)業(yè)。 波形發(fā)生器研究的 目的及 意義 波形發(fā)生器是信號源的一種，它具有信號源所具有的特點，更因它高的性能優(yōu)勢而倍受人們青睞。在為了確定和驗證性能極限時而降低額定或加重信號時，任意波形發(fā)生器是一款理想的工具。 與此相比，基于集成芯片的波形發(fā)生器具有高頻信號輸出、波形穩(wěn)定、控制簡便等特點。而由硬件電路構(gòu)成的低頻信號其性能難以令人滿意，而且由于低頻信號源所需的 RC 要很大。凡是需 要使用其它標準信號源所不能提供的激勵信號的應用，都可能是任意波形發(fā)生器的用武之地；在通信、測量和遙控等許多技術(shù)領域有著廣泛的應用；在現(xiàn)代社會中，自動化技術(shù)已經(jīng)滲透到社會生活的各個領域中；在超聲波測量技術(shù)中，超聲換能器（發(fā)射換能器和接收換能器）是超聲波檢測技術(shù)的核心部件；高精度、寬頻率范圍、高穩(wěn)定性的激勵源對于發(fā)射換能器及超聲檢測系統(tǒng)性能的改善和提高起著至關(guān)重要的作用。 波形發(fā)生器的背景及其應用 波形發(fā)生器又稱 函數(shù) 信號發(fā)生器， 作為實驗信號源， 是一種不需要輸入信號而能產(chǎn)生各種周期性波形輸出的電子裝置。在波形發(fā)生器作為測量用信號激勵源進入市場之前，為了產(chǎn)生非正弦波信號，已使用函數(shù)發(fā)生器提供三角波、斜波、方波和余弦波等幾種特殊波形。 輸出波形的頻率和占空比還可以由電流或電阻控制 。 ，方波，正弦波的芯片，再搭外接電路構(gòu)成的函數(shù)信號發(fā)生器。 (含起始時間、設計地點 )： (1)選題、收集資料、確定開發(fā)工具、理解題目、開題報告 [3 周， 2021 年 03 月 05 日前 ] (2)需求分析 (需求說明書 )、開發(fā)計劃 (項目計劃書 )[2 周， 2021 年 03 月 15 日前 ] (3)規(guī)劃總體方框圖以及各部分電路方框圖 [2 周， 2021 年 04 月 05 日前 ] (4)畫各部分電路圖 [2 周， 2021 年 04 月 20 日前 ] (5)系統(tǒng)集成 [2 周， 2021 年 05 月 05 日前 ] (6)系統(tǒng)測試 [1 周， 2021 年 05 月 10 日前 ] (7)導師驗收 [1 周， 2021 年 05 月 10 日前 (8)完成論文 [1 周， 2021 年 5 月 15 日前 ] (論文 )的工作量要求 撰寫 15000 字論文 ① 實驗 (時數(shù) )*或?qū)嵙?(天數(shù) )： ② 圖紙 (幅面和張數(shù) )*： ③ 其他要求：