低頻函數(shù)信號(hào)發(fā)生器畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(編輯修改稿)
2024-08-29 23:15 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 上是在反相放大器的反饋支路中，將反饋電阻換成了電容C。根據(jù)集成運(yùn)算放大器理想化條件中的兩個(gè)條件：1．開(kāi)環(huán)(差摸)增益A=Uo/(V+－V)為無(wú)窮大，V+和V為運(yùn)算放大器同相端與反相端輸入電壓。輸入電阻(即開(kāi)環(huán)差摸輸入電阻)ri為無(wú)窮大?？梢缘贸鰞蓷l重要推論：1）(V+－V)=Vo/A=0即V+=V； 2）i=i+=i=0。圖23 積分運(yùn)算電路2．兩重要推論是進(jìn)行集成運(yùn)算放大器的近似分析的基本出發(fā)點(diǎn)，由此可以得出反相放大器的反相輸入端為“虛地”概念，在積分運(yùn)算電路中，由于i=0，故有if=i1=U1/R，根據(jù)反相輸入運(yùn)算放大器反相輸入端為虛地有：即輸出電壓與輸入電壓對(duì)時(shí)間的積分成正比，負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓的極性相反。當(dāng)輸入為一階躍電壓信號(hào)時(shí)，if為常數(shù)，電容C將以恒流充電，輸出電壓隨時(shí)間按線性規(guī)律變化。波形如圖24所示。a)輸入正階躍電壓 b)輸入方波信號(hào)圖24 波形圖當(dāng)輸入U(xiǎn)I為方波信號(hào)時(shí)，在方波的正半周，Uo朝下積分，在方波的負(fù)半周，Uo朝上積分，周而復(fù)始，輸入為方波信號(hào)時(shí)，輸出得到三角波信號(hào)。運(yùn)放A2與R4，RP2，C2及R5組成反相積分器。其輸入是前級(jí)輸出的方波信號(hào)Uo1，從而可得積分器的輸出Uo2為：當(dāng)Uo1=+VCC時(shí)，電容C2被充電，電容電壓UC2上升即Uo2線性下降。當(dāng)Uo2（即Ui）下降為Uo2=UTH2時(shí)，比較器A1的輸出Uo1狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，即Uo1由高電平+VCC變?yōu)榈碗娖絍EE，于是電容C2放電，電容電壓UC2下降，而即Uo2線形上升。當(dāng)Uo2（即Ui）上升到Uo2=UTH1時(shí)，比較器A1的輸出Uo1狀態(tài)又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，即Uo1由低電平VEE變?yōu)楦唠娖?VCC，電容C2又被充電，周而復(fù)始，震蕩不停。Uo1輸出是方波，Uo2輸出是一個(gè)上升速率與下降速率相等的三角波，可見(jiàn)當(dāng)積分器地輸入為方波時(shí)，輸出的是一個(gè)上升速率與下降速率相等的三角波，其波形關(guān)系入圖25所示。圖25 方波—三角波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。由圖25可知，三角波的幅度Uo2m為Uo2的下降時(shí)間為，而Uo2的上升時(shí)間為，而 把UTH1和UTH2的值代入，得三角波的頻率為：由f和Uo2m的表達(dá)式可以得出以下結(jié)論：1．使用電位器RP2調(diào)整方波—三角波的輸出頻率時(shí)，不會(huì)影響相互出波形的幅度。若要求輸出信號(hào)頻率范圍較寬，可用C2改變頻率的范圍，用RP2實(shí)現(xiàn)頻。2．方波的輸出幅度應(yīng)等于電源電壓VCC，三角波的輸出幅度不超過(guò)VCC。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?！?shù)計(jì)算與元件選擇如圖21所示，其中運(yùn)算放大器A1與A2用一只雙運(yùn)放μA747。因?yàn)榉讲ǖ姆冉咏娫措妷?，所以取電源電?VCC=+12V，VEE=12V。比較器A1與積分器A2的元件參數(shù)計(jì)算如下：取R2=10kΩ，取R3=20kΩ，RP1=47kΩ，平衡電阻kΩ。由輸出頻率的表達(dá)式得：當(dāng)1Hz≤f≤10Hz時(shí)，取C2=10uF，R4=，RP2=100kΩ，當(dāng)10Hz≤f≤100Hz時(shí)，取C2=1uF，以實(shí)現(xiàn)頻率波段的轉(zhuǎn)換，R4及RP2的取值不變。取平
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