超低頻可調(diào)正弦信號發(fā)生器(編輯修改稿)
2025-06-24 00:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 、操作方便的優(yōu)點(diǎn)，它被廣泛應(yīng)用與廣播、測量、通信的領(lǐng)域。普通的函數(shù)發(fā)生器能夠提供正弦波、余弦波、方波、等幾種常用的的標(biāo)準(zhǔn)波形，產(chǎn)生其他波形時(shí)，需要較復(fù)雜的電路和機(jī)電結(jié)合的方法。80年代的信號發(fā)生器采用的是模擬電子技術(shù)，由分立組件成模擬集成電路構(gòu)成，其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜且僅能產(chǎn)生正弦波、方波等等幾種簡單波形，輸出的波形具有良好的相位噪聲、較低的寄生分量以及較快的開關(guān)速度等，但是模擬電路的漂移較大，使輸出波形的幅度穩(wěn)定性差而且模擬器件構(gòu)成的電路存在著尺寸大，價(jià)格貴、功耗大的缺點(diǎn)，并且要產(chǎn)生較為復(fù)雜的信號波形則電路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。同時(shí)，主要表現(xiàn)為兩個(gè)突出問題，一是通過電位器來實(shí)現(xiàn)輸出頻率的調(diào)節(jié)，因而很難將頻率調(diào)到一定值，二是脈沖的占空比難以定量。 超低頻可調(diào)爭先信號發(fā)生器的要求及技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)要求：%，最低頻率1HZ。低頻信號發(fā)生器的主要性能指標(biāo)與要求：① 頻率范圍頻率范圍是指各項(xiàng)指標(biāo)都能得到保證時(shí)的輸出頻率范圍，或稱有效頻率范圍。一般為20Hz～200kHz，現(xiàn)在做到1Hz～lMHz并不困難。在有效頻率范圍內(nèi)，頻率應(yīng)能連續(xù)調(diào)節(jié)。② 頻率準(zhǔn)確度頻率準(zhǔn)確度是表明實(shí)際頻率值與其標(biāo)稱頻率值的相對偏離程度。一般為177。3%。③ 頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度是表明在一定時(shí)間間隔內(nèi)，頻率準(zhǔn)確度的變化，所以實(shí)際上是頻率不穩(wěn)定度或漂移。沒有足夠的頻率穩(wěn)定度，就不可能保證足夠的頻率準(zhǔn)確度。另外，頻率的不穩(wěn)定可能使某些測試無法進(jìn)行。頻率穩(wěn)定度分長期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度。頻率穩(wěn)定度一般應(yīng)比頻率準(zhǔn)確度高一至二個(gè)數(shù)量級，一般應(yīng)為（～）%/小時(shí)。④ 非線性失真振蕩波形應(yīng)盡可能接近正弦波，這項(xiàng)特性用非線性失真系數(shù)表示，希望失真系數(shù)不超過（1～3）% ，% 。⑤ 輸出電壓輸出電壓須能連續(xù)或步進(jìn)調(diào)節(jié)，幅度應(yīng)在0～10V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。⑥ 輸出功率某些低頻信號發(fā)生器要求有功率輸出，以提供負(fù)載所需要的功率?！?W連續(xù)可調(diào)。⑦ 輸出阻抗對于需要功率輸出的低頻信號發(fā)生器，為了與負(fù)載完美地匹配以減小波形失真和獲得最大輸出功率，必須有匹配輸出變壓器來改變輸出阻抗以獲得最佳匹配。⑧ 輸出形式低頻信號發(fā)生器應(yīng)可以平衡輸出與不平衡輸出。 設(shè)計(jì)方案論證該電路圖主要由振蕩電路、電壓放大器和功率放大器等幾部分組成。其中振蕩電路能夠產(chǎn)生頻率可調(diào)的正弦信號，為后面的電路部分提供了信號源，其次電壓放大器和功率放大器分別實(shí)現(xiàn)了振蕩電路所提供的電壓和其功率的放大，對由振蕩電路提供的信號進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。所以總體上該電路圖能夠?qū)崿F(xiàn)超低頻信號發(fā)生器的功能，并且滿足了設(shè)計(jì)參數(shù)的要求。 總體設(shè)計(jì)方案框圖及分析振蕩電路產(chǎn)生低頻正弦振蕩信號，經(jīng)電壓放大器放大，達(dá)到電壓輸出幅度的要求，用振蕩電路輸出調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。電壓輸出端的負(fù)載能力很弱，只能供給電壓，故為電壓輸出。振蕩信號再經(jīng)功率放大器放大后，才能輸出較大的功率。*阻抗變換器用來匹配不同的負(fù)載阻抗，以便獲得最大的功率輸。 第二章 超低頻可調(diào)正弦信號發(fā)生器個(gè)單元電路設(shè)計(jì) RC振蕩電路設(shè)計(jì)正弦波振蕩電路常由基本放大電路、反饋網(wǎng)絡(luò)及選頻網(wǎng)路三部分組成。其中，集成運(yùn)放所組成的電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路，取其輸入阻抗高和輸出阻抗低的特點(diǎn)。而選頻網(wǎng)絡(luò)兼做正反饋放落，選頻網(wǎng)絡(luò)決定振蕩頻率，他可與基本放大電路結(jié)合在一起，稱之為選頻放大電路；或與反饋網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，稱之為反饋網(wǎng)絡(luò)。電路圖如圖21所示：。其中RC串、并聯(lián)構(gòu)成正反饋支路,同時(shí)兼做選頻網(wǎng)絡(luò)，及二極管等元件構(gòu)成負(fù)反饋和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。調(diào)節(jié)電位器可以改變負(fù)反饋深度，以滿足振蕩的振幅條件并改善波形。利用兩個(gè)反向并聯(lián)二極管、正向電阻的非線性特性來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅。、采用硅管（溫度穩(wěn)定性好），且要求特性匹配，才能保證輸出波形正、負(fù)半周的對稱。而的介入是為了削弱二極管的非線性影響以改善波形失真。電路振蕩頻率：要想使振蕩信號由弱到強(qiáng)逐漸建立起來，并且最終趨于穩(wěn)定；開始時(shí)AV略大于3，達(dá)到穩(wěn)定后，可得出自己振蕩的起幅條件為AF=1。當(dāng)振蕩頻率時(shí)，RC正反饋網(wǎng)絡(luò)的相移為0，反饋系數(shù)最大（等于）。為了保證振蕩器起振，應(yīng)有：故。故起振的幅值條件式中，其頻率特性為：相頻特性：當(dāng)振蕩頻率時(shí)，此時(shí)的頻率響應(yīng)的幅值最大，即，而且?！O管正向?qū)娮琛Ｕ{(diào)整反饋電阻（調(diào)整），使電路起振，且波形失真最小。如不能起振，則說明反饋太強(qiáng)，應(yīng)適當(dāng)加大。如果波形
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