畢業(yè)設(shè)計-簡易信號發(fā)生器的設(shè)計(編輯修改稿)
2025-01-06 19:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 整流電路，電路如圖 42所示。 在 u2 的正半周內(nèi)，二極管 D D2 導(dǎo)通， D D4 截止； u2 的負(fù)半周內(nèi)， D D4 導(dǎo)通， DD2 截止。正負(fù)半周內(nèi)部都有電流流過的負(fù)載電阻 RL，且方向是一致的。電路的輸出波形如圖 43 示。 T 工頻交流 脈動直流 直流整流濾波穩(wěn)壓負(fù)載t?0 ? ?2 ?3 ?422Ut?0 ? ?2 ?3 ?4ou22U圖 42整流電路 圖 43 輸出波形圖 7 在橋式整流電路中，每個二極管都只在半個周期內(nèi)導(dǎo)電，所以流過每個二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半，即 Ivd=1/2 Io。電路中的每只二極管承受的最大反向電壓為 22U (U2是變壓器副邊電壓有效值 )。 在設(shè)計中，常利用電容器兩端的電壓不能突變和流過電感器的電流不能突變的特點，將電感器和負(fù)載電阻串聯(lián)或電容器與負(fù)載電阻并聯(lián)，以達(dá)到使輸出波形基本平滑的目的。 選擇電容濾波電路后，全波整流電路直流輸出電壓： Uo1= U2，直流輸出電流： （ I2 變壓器副邊電流的有效值。），穩(wěn)壓電路可選集成三端穩(wěn)壓器電路。 總體原理電路見圖 44: 圖 44 直流穩(wěn)壓電路原理圖 正弦波振蕩電路 電路工作原理 1．正弦波產(chǎn)生電路 正弦波振蕩電路能產(chǎn)生正弦波信號，它是在放大電路的基礎(chǔ)上加上正 反饋網(wǎng)絡(luò)形成的。為了獲得單一頻率的正弦波，正弦波振蕩電路還必須包含選頻網(wǎng)絡(luò)。為了得到穩(wěn)定的等幅振蕩信號，正弦波振蕩電路還要有一個穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，因此，正弦波振蕩電路由放大電路、正反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)組成。 按選頻網(wǎng)絡(luò)組件不同，可分為 RC、 LC、石英晶體正弦振蕩電路。 RC 振蕩電路用來產(chǎn)生幾 Hz至 1MHz的聲頻 和超聲頻 信號， LC 振蕩電路用來產(chǎn)生幾十 KHz至幾百 MHz 的高頻 和超高頻 信號，石英晶體正弦振蕩電路具有極高的頻率穩(wěn)定度。本設(shè)計選用 RC 振蕩電路。 ? ?2~ 21 IIo ? 8 2． R C 橋式正弦振蕩電路 RC 橋式正弦振蕩電路如圖所示 。其中 R C1 和 R C2 為串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)，接于運算放大器的輸出與同相輸入端之間，構(gòu)成正反饋，以產(chǎn)生正弦自激振蕩。 R RW 及 R4 組成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié) RW 可改變負(fù)反饋的反饋系數(shù)，從而調(diào)節(jié)放大電路的電壓增益，使電壓增益滿足振蕩的幅度條件。 圖 45 R C 橋式 振蕩電路 為了使振蕩幅度穩(wěn)定，通常在放大電路的負(fù)反饋回路里加入非線性元件來自動調(diào)整負(fù)反饋放大電路的增益，從而維持輸出電壓幅度的穩(wěn)定。圖中的兩個二極管 D1， D2 便是穩(wěn)幅元件。當(dāng)輸出電壓的幅度較小時，電阻 R4 兩端的電壓低，二極管 D D2 截止，負(fù) 反饋系數(shù)由 R RW 及 R4 決定；當(dāng)輸出電壓的幅度增加到一定程度時，二極管 D D2 在正負(fù)半周輪流工作，其動態(tài)電阻與 R4 并聯(lián)，使負(fù)反饋系數(shù)加大，電壓增益下降。輸出電壓的幅度越大，二極管的動態(tài)電阻越小，電壓增益也越小，輸出電壓的幅度保持基本穩(wěn)定 。 為了維持電路輸出，必須使 為了使電路能夠振蕩，必須使 ( 式 46) 31 3 ??RRf31 3 ?? RRf)//( 4 DWf rRRR ?? 9 當(dāng)： R1=R2=R， C1=C2=C 時 電路的振蕩頻率： 起振的幅值條件 : 參數(shù)計算 1KHz，計算 RC 之積 即 ? ?sfRC 330 12 1 ?????? ? 2．確定 R、 C 值 為使選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性盡量不受運放輸 入 、輸出電阻的影響，應(yīng)按下列關(guān)系選 R 的值，即 0RRRi ???? Ri為運放同相輸入電阻 （ 約幾百千歐以上 ） ， R0為其輸出電阻 （ 約幾百歐下 ）因此，可選 R=15KΩ,則 C 的值為 FSC 63 3 ?? ???? ?? 取標(biāo)稱值 C=。注意選用穩(wěn)定性較好、精度較高的電阻和介質(zhì)損耗小的電容。 所以 R1=R2=R=15 KΩ,C1=C2=C=。 3． 確定 R3, Rf值 電阻 R3 可根據(jù)式 (46)來確定， 通常取 Rf=，這樣既能保證起振，又不引起嚴(yán)重的波形失真。另一方面，為了減小運算放大器輸入失真電流及其漂移的影響，應(yīng)盡量滿足 R=R3//Rf，于是可導(dǎo)出 R= R3//2R3 =15k 所以 R3 =10k (取標(biāo)稱值 ) Rf==20k (取標(biāo)稱值 ) RCf ?2 1?23?RRf 10 電壓比較器 電壓比較器原理 1．方波產(chǎn)生電路 電壓比較器是一種常見的信號幅度處理電路，在越限報警、波形整形、信號產(chǎn)生、模數(shù)轉(zhuǎn)換等 各 方面均有廣泛應(yīng)用。常用的 方 波產(chǎn)生電路 有過零比較器 、 窗口比較器 、遲滯 比較器。 由于遲滯比較器具有既可以將干擾信號濾除而又使 電路正常工作 的優(yōu)點，所以本次設(shè)計選用該種電壓比較器。 遲滯 比較器的電路如圖 47） 所示。 其輸入信號 ui加在運算放大器的反相輸入端 ,同相輸入端接入?yún)⒖茧妷?UREF，在輸出端與同相輸入端接入正反饋電阻 R6,在輸出回路還接有起限幅作用的雙向穩(wěn)壓二極管。使輸出電壓
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