簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器和簡(jiǎn)易頻率計(jì)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-24 05:03 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 頻率、周期或脈寬，若測(cè)量頻率則進(jìn)一步選擇檔位。被測(cè)信號(hào)測(cè)量電路 顯示電路檔位轉(zhuǎn)換 數(shù)字頻率計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3．設(shè)計(jì)原理、 簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器基本原理函數(shù)發(fā)生器的組成函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動(dòng)產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的電壓波形的電路或者儀器。電路形式可以采用由運(yùn)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。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，本課題介紹方波、三角波、正弦波函數(shù)發(fā)生器的方法。正弦波產(chǎn)生電路正弦波振蕩電路的振蕩條件； RC橋式正弦波振蕩器圖為R C橋式正弦波振蕩器。其中RC串、并聯(lián)電路構(gòu)成正反饋支路，同時(shí)兼作選頻網(wǎng)絡(luò)，RRRW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RW，可以改變負(fù)反饋深度，以滿足振蕩的振幅條件和改善波形。利用兩個(gè)反向并聯(lián)二極管DD2正向電阻的非線性特性來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅。DD2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)半周對(duì)稱。R3的接入是為了削弱二極管非線性的影響，以改善波形失真。電路的振蕩頻率 起振的幅值條件 ≥2 式中Rf＝RW＋R2＋（R3 // rD），rD — 二極管正向?qū)娮枵{(diào)整反饋電阻Rf（調(diào)RW），使電路起振，且波形失真最小。如不能起振，則說(shuō)明負(fù)反饋太強(qiáng)，應(yīng)適當(dāng)加大Rf。如波形失真嚴(yán)重，則應(yīng)適當(dāng)減小Rf。改變選頻網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)C或 R，即可調(diào)節(jié)振蕩頻率。一般采用改變電容C作頻率量程切換，而調(diào)節(jié)R作量程內(nèi)的頻率細(xì)調(diào)。RC橋式正弦波振蕩器方波發(fā)生器由集成運(yùn)放構(gòu)成的方波發(fā)生器和三角波發(fā)生器，一般均包括比較器和RC積分器兩大部分。圖112所示為由滯回比較器及簡(jiǎn)單RC 積分電路組成的方波—三角波發(fā)生器。它的特點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單，但三角波的線性度較差。主要用于產(chǎn)生方波，或?qū)θ遣ㄒ蟛桓叩膱?chǎng)合。電路振蕩頻率 式中 R1＝R139。＋RW39。 R2＝R239。＋RW 方波輸出幅值 Uom＝177。UZ三角波輸出幅值 調(diào)節(jié)電位器RW（即改變R2／R1），可以改變振蕩頻率，但三角波的幅值也隨之變化。如要互不影響，則可通過(guò)改變Rf（或Cf）來(lái)實(shí)現(xiàn)振蕩頻率的調(diào)節(jié)。方波發(fā)生器 三角波和方波發(fā)生器如把滯回比較器和積分器首尾相接形成正反饋閉環(huán)系統(tǒng)，如圖11－3 所示，則比較器A1輸出的方波經(jīng)積分器A2積分可得到三角波，三角波又觸發(fā)比較器自動(dòng)翻轉(zhuǎn)形成方波，這樣即可構(gòu)成三角波、方波發(fā)生器。圖為方波、三角波發(fā)生器輸出波形圖。由于采用運(yùn)放組成的積分電路，因此可實(shí)現(xiàn)恒流充電，使三角波線性大大改善。 三角波、方波發(fā)生器 電路振蕩頻率 方波幅值 U′om＝177。UZ三角波幅值 、 數(shù)字頻率計(jì)的基本原理數(shù)字頻率計(jì)的整體結(jié)構(gòu)要求如圖所示。圖中被測(cè)信號(hào)為外部信號(hào)，送入測(cè)量電路進(jìn)行處理、測(cè)量，檔位轉(zhuǎn)換用于選擇測(cè)試的項(xiàng)目頻率、周期或脈寬，若測(cè)量頻率則進(jìn)一步選擇檔位。數(shù)字頻率計(jì)原理框圖放大整形電路由二極管及電阻組成的幅度擴(kuò)展電路和555構(gòu)成的施密特觸發(fā)電路構(gòu)成整形電路如圖放大整形電路二極管D1，D2及電阻R1，R2構(gòu)成信號(hào)幅度擴(kuò)展電路，當(dāng)輸入信號(hào)較小時(shí)，限幅器的二極管均截止，不起作用。用555構(gòu)成的施密特觸器作用是將輸入的周期性信號(hào)，如正弦波，三角波或其他呈周期性變化的波形變換成脈沖波形，其周期不變。時(shí)基電路 時(shí)基電路的作用是控制計(jì)數(shù)器的輸入脈沖。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)（1s正脈沖）到來(lái)時(shí)，閘門開(kāi)通，被測(cè)信號(hào)通過(guò)閘門進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)脈沖結(jié)束時(shí)，閘門關(guān)閉，計(jì)數(shù)器無(wú)脈沖輸入。時(shí)基電路可以有555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器實(shí)現(xiàn) 時(shí)基電路。利用式t1=(R1+R2）C；t2=，器件參數(shù)如圖控制電路控制電路可以由單穩(wěn)態(tài)電路來(lái)構(gòu)成如圖所示 邏輯控制電路利用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)結(jié)束后產(chǎn)生的負(fù)跳變來(lái)產(chǎn)生鎖存信號(hào)，同時(shí)鎖存信號(hào)反向產(chǎn)生清零信號(hào)，鎖存信號(hào)的脈沖寬度由單穩(wěn)態(tài)電路本身的時(shí)間常數(shù)決定。計(jì)數(shù)，鎖存，譯碼，顯示電路 （1）同步六進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器構(gòu)成，可以選擇同步六進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS160、同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 74LS190或74LS19雙BCD碼計(jì)數(shù)器CD4518等電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。本次實(shí)驗(yàn)采用了74LS160作為同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)部分電路（只畫其中兩個(gè)）如圖所示 (2) 。鎖存器的作用是將計(jì)數(shù)器在1S結(jié)束時(shí)的計(jì)數(shù)值進(jìn)行鎖
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