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低頻函數(shù)信號發(fā)生器__畢業(yè)設計說明書(編輯修改稿)

2025-08-17 21:54 本頁面
 

【文章內容簡介】 。 14 參考文獻 15 附 錄 三角波 — 方波 — 正弦波函數(shù)發(fā)生器 16 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 1 頁 共 16 頁 摘 要 在研制、生產、測試和維修各種電子元件、部件以及整機設備時,都 需 要有信號源,由它產生不同頻率不同波形的電壓、電流信號并加到被測器件或設備上,用其 它儀器觀察、測量被測儀器的輸出響應,以分析確定它們的性能參數(shù)。信號發(fā)生器是電子測量領域中最基本、應用最廣泛的一類電子儀器。信號發(fā)生器又稱信號源或振蕩器,在生產實踐和科技領域中有著廣泛的信號發(fā)生器又稱信號源或振蕩器,在生產實踐和科技領域中有著廣泛的應用。 本設計是信號發(fā)生器的設計,主要由比較器、積分器、差分 放大器構成,它能產生頻率范圍為 1Hz~10Hz, 10Hz~100Hz 的各種波形,其中方波 Vpp≤24V;三角波Vpp=8V;正弦波 Vpp1V; 波形特性:方波 tr30μs;三角波非線性失真系數(shù) ? 2%;正弦波非線性失真 γ 5%。 關鍵詞 方波 ; 正弦波 ; 三角波 ;函數(shù)發(fā)生器四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 2 頁 共 16 頁 第 1 章 方案設計 設計任務 在無線電通信、測量、自動控制等技術領域中廣泛應用著各種類型的信號發(fā)生器,最常用的有正弦波信號發(fā)生器、方波信號發(fā)生器、三角波發(fā)生器 。 隨著集成技術的發(fā)展, 集成電路在波形發(fā)生器電路中已被廣泛采用,并且已制造出了能同時產生正弦波、方波、三角波專用集成電路 。 訓練掌握集成運算放大器工作原理以及集成運算放大器在波形發(fā)生器中應用,集成運算放大器組成功能電路的一般設計方法,并進一步掌握電路的基本原理以及實驗調試技術等等。 本設計將設計一個能產生多種波形的低頻函數(shù)信號發(fā)生器,其設計內容及要求如下: 1.設計內容: 設計一種方波 、 正弦波 、 三角波的函數(shù)發(fā)生器。 2. 基本要求: 1) 設計的函數(shù)發(fā)生器能夠產生頻率范圍在 1Hz~10Hz, 10Hz~100Hz。 2) 輸出電壓:方波 Vpp≤24V;三角波 Vpp=8V;正弦波 Vpp1V。 3) 波形特性:方波 tr30μs;三角波非線性失真系數(shù) ? 2%;正弦波非線性失真系數(shù) ? 5%。 方案選擇 函數(shù)發(fā)生器能自動產生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形。其電路中使用的器件可以是分立器件(如低頻信號函數(shù)發(fā)生器 S101 全部采用晶體管),也可以是集成電路(如單片集成電路函數(shù)發(fā)生器 ILC8038)。本設計主要由集成運算放大器與晶體管差分放大器 組成的方波 — 三角波 — 正弦波函數(shù)發(fā)生器的設計方法。 產生正弦波、方波、三角波的方案有多種,如先產生正弦波,產生通過整形電路將正弦波轉換為方波,再由積分電路將方波變成三角波;也可以先產生三角波 — 方波,再將三角波變成變成正弦波或將方波變成正弦波。本設計是先產生方波 — 三角波,再將三角波轉換成正弦波的電路設計方法。 系統(tǒng)的電路組成框圖如圖 11 所示。 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 3 頁 共 16 頁 圖 11 函數(shù)發(fā)生器組成框圖四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 4 頁 共 16 頁 第 2 章 電路設計 方波 — 三角波產生電路 圖 21 所示電路能自動產生方波 — 三角波信號。 由電壓比較器和積分電路構成方波 — 三角波產生 電路。 圖 21 方波 三角波產生電路 比較器電路原理 圖 21 所示電路能自動產生方波 — 三角波信號。其中運算放大器 A1 與 R1, R2 及R3, RP1 組成一個 電壓 比較器, R1 稱為平衡電阻, C1 為翻轉加速電容。遲滯比較器的Ui(被比信號)取自積分器的輸出,通過 R1 接運放的同相輸入端, R1 稱為平衡電阻;遲滯比較器的 UR(參考信號)接地,通過 R2 接運放的反相輸入端。遲滯比較器輸出Uo1 的高電平等于正電源電壓 +VCC,低電平等于負電源電壓 VEE。當 U+=U=0 時, 比較器翻轉, 輸出 Uo1 從高電平 +VCC翻轉到低電平 VEE; 或 從低電平 VEE跳到高電平+VCC。 若 Uo1=+VCC,根據(jù)電路疊加原理可得 : iPPR uRRR RRV c cRRR RU 122 1332 2 ?? ??????? )( 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 5 頁 共 16 頁 因 UR=0, 故 比較器翻轉的下門限電位 UTH2 為 : )( V ccRR RU PTH ???? 13 22 )( VccRR R P13 2??? 若 Uo1=VEE, 根據(jù)電路原理疊加原理可得 : )( V ccRRR RU P ????? 132 2 iPP uRRR RR 122 3 1?? ?? 將上式整理,得比較器翻轉的上門限電位 UTH1 為 : )( EEPTH VRR RU ???? 13 21 )( VccRR R P13 2?
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