【正文】 敬佩不已，是我學(xué)習(xí)的楷模，他們對(duì)事業(yè)孜孜以求的精神時(shí)時(shí)激勵(lì)著我，他們對(duì)我的嚴(yán)格要求將令我授意終生。另外還感謝同學(xué)為我的課題參數(shù)的細(xì)節(jié)問題到處聯(lián)系，搜集數(shù)據(jù)并且提供了大量而又翔實(shí)的圖紙和數(shù)據(jù)，并在我最為困惑迷茫的畢業(yè)設(shè)計(jì)初期給我信心和動(dòng)力，替我指明了研究的方向，不斷啟發(fā)，循循善誘，這使我如沐春風(fēng)，受益終身。同時(shí)，我也看到了自己身上的不足。它的缺點(diǎn)就是采用分立元件組成的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器工作不太穩(wěn)定，且不易調(diào)試。把其從1uF 變換為 時(shí)波形有明顯改善，鐘形失真有所消失。可在輸出端加濾波網(wǎng)絡(luò)改善輸出波形。調(diào)節(jié) RP4 及電阻 R*，使傳輸特性曲線對(duì)稱。自制數(shù)字頻率計(jì)：用于測(cè)試各輸出波形的頻率。若散熱片散熱不夠，片子中的熱開關(guān)電路能起過流保護(hù)作用。18V 。12V 的電壓，其工作原理是變壓器經(jīng)一個(gè)橋式電路（由四個(gè) IN4007 構(gòu)成）后，分為兩路：一路去接正穩(wěn)壓管LM7812 輸出+12v 電壓，另一路去接負(fù)穩(wěn)壓管 LM7912 輸出12v 電壓，兩部分電路是對(duì)稱的。⑷ 整流橋：最大工作電流 5A 由四只 IN4007 構(gòu)成，用于電源變換模塊。電位器 RP1 可實(shí)現(xiàn)幅度微調(diào)，但會(huì)影響方波—三角波的頻率。同理，當(dāng) 100Hz≤f ≤1KHz 時(shí)，取 C2=（即 104） ；當(dāng) 1KHz≤f≤10KHz 時(shí)，取C2=（即 103） 。頻率范圍 1Hz10Hz，10Hz100Hz，100Hz1KHz,1KHz10KHz，4 個(gè)波段。分析表明，差分放大器的傳輸特性曲線 ic1(或 ic2)的表達(dá)式為：i c1=aiE1=aI0/(1+evid/VT)，式中，a=I C/IE≈1；I 0 為差分放大器的恒定電流；VT 為溫度的電壓當(dāng)量，當(dāng)室溫為 25 度時(shí)，V T≈26mV 。下面將分別介紹它們的電路及工作原理： 方波→三角波產(chǎn)生電路方波—三角波產(chǎn)生電路如圖 22 所示：圖 22 方波—三角波產(chǎn)生電路圖圖 22 所示的電路能自動(dòng)產(chǎn)生方波—三角波。重復(fù)上述過程，周 Q而復(fù)始，電路產(chǎn)生了自激振蕩?？捎脝坞娫垂╇姡部呻p電源供電，他們的值為177。如果電路的對(duì)稱性很好，則 Vc1=Vc2≈0，示波器觀測(cè) vcv c2 時(shí)，其波形近似于一條水平直線。因?yàn)?vc1=VCC iC1RC1，如果+V CC、R C1 確定，則 vc1 與i C1 的變化規(guī)律相同，V c()為晶體管截止時(shí)的電壓，V c(+)為晶體管飽和時(shí)的電壓。因此，差分放大器能有效地抑制零點(diǎn)漂移。 a)電路圖 b)實(shí)際電路 c)輸出波形圖 15 積分器及其輸出波形 差分放大器具有恒流源的差分放大器，應(yīng)用十分廣泛。當(dāng) VC 下降到比 V+小時(shí)，比較器的輸出電壓 V0=+ VZ，電容 C 又經(jīng)過電阻 R 充電，電容的端電壓 VC 又開始上升，如此重復(fù)，則輸出電壓 v0為周期性方波，如圖 14（b）所示。使得二極管 VD1 導(dǎo)通，VD 2 截止，電流通路圖 13中實(shí)線所標(biāo)注，穩(wěn)壓管 VDZ 工作在穩(wěn)壓狀態(tài)，輸出電壓 u0=+UZ。滯回比較器電路中引入了正反饋。即在信號(hào)電壓和參考電壓的幅值相等處，輸出狀態(tài)才發(fā)生跳變。此設(shè)計(jì)方案的基本思想是比較器與積分電路和反饋網(wǎng)絡(luò)（含有電容元器件）組成振蕩器，其中比較器產(chǎn)生的方波通過積分電路變換成了三角波，電容的充、放電時(shí)間決定了三角波的頻率。而函數(shù)信號(hào)發(fā)生器能自動(dòng)產(chǎn)生以上波形，可見函數(shù)信號(hào)發(fā)生器在電路實(shí)驗(yàn)和設(shè)備檢測(cè)中具有十分廣泛的用途。 積分器 AbstractThe function signal generating device is refers can automatically have voltage waveform the and so on the squarewave, sine wave, triangle wave instrument, it obtained the widespread application in the experiment and the scientific research. This topic duty designs a function signal generating device, enables its automatically to have the squarewave, the triangle wave as well as the sine wave. The present paper mainly aims at the function signal generating device to carry on the elaboration, it is basic may divide into four parts, the first part mainly is to some mold electricity number electricity aspects knowledge like voltage parators which designs applies, the integrator, the differential amplifier and so on carries on the simple introduction。完成該課題所存在的困難及要求：存在的困難：元器件較多，排版步線方面較難。且其頻率范圍要求如下：1Hz10Hz，10Hz100Hz， 100Hz1KHz,1KHz10KHz。眾所周知，在實(shí)驗(yàn)以及一些科學(xué)研究中常用到的一些基本測(cè)試信號(hào)，如在示波器、電視機(jī)等儀器中，用作時(shí)基電路的鋸齒波以及在實(shí)驗(yàn)中常被用做信號(hào)源，觀察波形失真情況等的正弦波都可以由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生。2．完成電路板的焊接。第三部分就具體介紹了我的設(shè)計(jì)方案—基于晶體管、運(yùn)放 IC 等函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)，它是本文的核心，該部分講述了性能指標(biāo)、原理框圖、以及如何通過參數(shù)計(jì)算來確定設(shè)計(jì)電路等幾個(gè)方面的內(nèi)容；文章第四部分就主要介紹了調(diào)試安裝的方法，并對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。在實(shí)驗(yàn)以及一些科學(xué)研究中，鋸齒波和正弦波、矩形波、三角波是常用的基本測(cè)試信號(hào)。本課題的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，使其能夠自動(dòng)產(chǎn)生方波、三角波以及正弦波。其中電壓比較器在函數(shù)發(fā)生器中的功能主要是組成波形發(fā)生器，可組成方波發(fā)生器產(chǎn)生方波，也可以和積分器共同組成三角波發(fā)生器；在函數(shù)信號(hào)發(fā)生器中積分器的主要作用是用來構(gòu)成三角波產(chǎn)生電路；而具有恒流源的差分放大器在函數(shù)信號(hào)發(fā)生器中的作用是用來三角波—正弦波的變換。一般簡(jiǎn)單電壓比較器及其電壓傳輸特性如圖 11 所示：圖 11 一般簡(jiǎn)單電壓比較器及其電壓傳輸特性當(dāng) UiUR 時(shí)，運(yùn)放輸出高電平，穩(wěn)壓管 Dz 反向穩(wěn)壓工作，輸出端電位嵌位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 Uz，即 Uo=Uz當(dāng) UiUR 時(shí)，運(yùn)放輸出低電平，穩(wěn)壓管 Dz 正向?qū)?，輸出電壓等于穩(wěn)壓管的正向?qū)妷?UD，即 Uo= UD 滯回比較器在單限比較器中，輸入電壓在閾值電壓附近的任何微小變化，都將引起輸出電壓的躍變，不管這種微小變化是來源輸入信號(hào)還是外部干擾。 窗口比較器單限比較器和滯回比較器在輸入電壓?jiǎn)我环较蜃兓瘯r(shí)，輸出電壓只躍變一次，因而不能檢測(cè)出輸入電壓是否在兩個(gè)給定電壓之間，而窗口比較器具有這一功能。 a)電路圖 b)傳輸特性圖 13 窗口比較器及其電壓傳輸特性 方波發(fā)生器電壓比較器的一個(gè)典型應(yīng)用就是方波發(fā)生器，方波發(fā)生器的電路如圖 14（a）所示。當(dāng)輸入頻率大于 f0= 1/(2πRFC)時(shí)，電路為積分器；若輸入頻率遠(yuǎn)低于 f0。均壓電阻 RR 2 給差分放大器提供對(duì)稱差模輸入信號(hào)。50mV）時(shí)，i C1 的增加和 iC2 的減小都逐漸緩慢，這時(shí) iCi C2 隨 vid 作非線性變化，稱 vid 的這一變化范圍為非線性區(qū)，增大射極電阻可加強(qiáng)電流負(fù)反饋，擴(kuò)展線性區(qū)，縮小非線性區(qū)；在 vid 再繼續(xù)增加（超過177。所以，具有恒流源的差分放大器對(duì)共模信號(hào)，如晶體管的零點(diǎn)漂移、電源波動(dòng)、溫度變化等的影響具有很強(qiáng)的抑制能力。它的設(shè)計(jì)方案一般有以下幾種：基于單片集成芯片 MAX038 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)，基于專用直接數(shù)字合成 DDS 芯片函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)以及基于晶體管、運(yùn)放 IC 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)。u c 的上升使 RS 觸發(fā)器的 R 端從低電平躍變?yōu)楦唠娖?，但其輸出不變，一直?uc 上升到 1／3 VCC 時(shí)，電壓比較器Ⅰ的輸出電壓躍變?yōu)楦唠娖剑琎 才變?yōu)楦唠娖剑?同時(shí)變?yōu)榈碗娖剑?，導(dǎo)致電子開關(guān) S 閉合，電容 C 開始放電，放電電流為 QIS2－I S1＝I ，因放電電流是恒流，所以，電容上電壓 uc 隨時(shí)間的增長(zhǎng)而線性下降。圖中 RA 和 RB 可分別獨(dú)立調(diào)整，通過改變 RA 和 RB 的數(shù)值可改變矩形波的占空比，當(dāng) RA＝R B 時(shí)矩形波的占空比為 50％，因而為方波?？梢姡?dāng)積分器的輸入為方波時(shí)，輸出是一個(gè)上升速率與下降速率相等的三角波，其波形關(guān)系如圖 23（b）所示：a）電壓傳輸特性 b）輸出波形關(guān)系圖 23 比較器電壓傳輸特性及輸出波形關(guān)系當(dāng) a 點(diǎn)閉合時(shí)，即比較器與積分器首尾相連，形成閉環(huán)電路，則自動(dòng)產(chǎn)生方波—三角波。除此之外，還可以鍛煉我們參數(shù)選擇及電路排版的能力。平衡電阻 R1= R2∥（R 3+RP1）≈10K由輸出頻率的表達(dá)式得 31422PCf??當(dāng) 1Hz≤f≤10Hz 時(shí)，取 C2=10uF, R4=，RP 2=100K。若要求輸出頻率范圍較寬，可用 C2 改變頻率的范圍，RP2 實(shí)現(xiàn)頻率微調(diào)。 設(shè)計(jì)電路與工作原理 設(shè)計(jì)所用元器件⑴ 對(duì)稱性較好的雙三極管 3DG130 四只，用于差分放大電路中。同時(shí)，斷開后，另外一個(gè)運(yùn)放與 R4，RP 2，C 2 及 R5 組成反相積分器，輸入的方波信號(hào)經(jīng)反相積分器后，在其輸出端即 uA747 的 10 腳輸出一個(gè)上升速率與下降速率相等的三角波，而在這次設(shè)計(jì)中，電阻 R2 是與芯片 uA747 的 10 腳相連的，即比較器與積分器的首尾相連，形成閉環(huán)電路，這樣就可以自動(dòng)產(chǎn)生方波—三角波，并且可在 10 腳與 12 腳分別觀測(cè)方波與三角波。其各腳功能如下：⑴ 腳 1IN_為 1 單元反相輸入端；⑵ 腳 1IN+為 1 單元同相輸入端；⑶ 腳 1OA2 為 1 單元調(diào)零端；⑷ 腳 V_為公共負(fù)電源端；⑸ 腳 2OA2 為 2 單元調(diào)零端；⑹ 腳 2IN_為 2 單元反相輸入端；⑺ 腳 2IN+為 2 單元同相輸入端；⑻ 腳 2OA1 為 2 單元調(diào)零端；⑼ 腳 2V+為 2 單元正電源端；⑽ 腳 2OUT 是 2 單元輸出端；⑾ 腳 NC 為空腳；⑿ 腳 1OUT 是 1 單元輸出端；⒀ 腳 1V+為 1 單元正電源端；⒁ 腳 1OA1 為 1 單元調(diào)零端。u