【正文】 法 基于晶體管、運(yùn)放 IC 等函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計(jì) 此方案包括兩部分電路，一部分為方波—三角波產(chǎn)生電路，另一部分為三角波→正弦波變換電路。圖中 RA 和 RB 可分別獨(dú)立調(diào)整，通過改變 RA 和 RB 的數(shù)值可改變矩形波的占空比，當(dāng) RA＝R B 時(shí)矩形波的占空比為 50％，因而為方波。通過以上分析可知，改變電容充電放電電流即改變RA，R B 的數(shù)值，或改變電容 C 的數(shù)值，就改變了充放電時(shí)間，因此可改變其頻率。由于充電電流與放電電流數(shù)值相等，因而電容上電壓為對稱三角波形, 和 Q）為方波，經(jīng)緩沖放大器輸出。一直到 uc 下降到 1／3 VEE，使電壓比較器Ⅱ的輸出電壓躍變?yōu)榈碗娖?，Q 才變?yōu)榈碗娖剑?同時(shí)為高電平） ，使得電子開關(guān) S 斷開，電容 C 又開始充電。u c 的上升使 RS 觸發(fā)器的 R 端從低電平躍變?yōu)楦唠娖?，但其輸出不變，一直?uc 上升到 1／3 VCC 時(shí)，電壓比較器Ⅰ的輸出電壓躍變?yōu)楦唠娖剑琎 才變?yōu)楦唠娖剑?同時(shí)變?yōu)榈碗娖剑?，導(dǎo)致電子開關(guān) S 閉合，電容 C 開始放電，放電電流為 QIS2－I S1＝I ，因放電電流是恒流，所以，電容上電壓 uc 隨時(shí)間的增長而線性下降。15 V，頻率的可調(diào)范圍為 1～600 kHz，輸出矩形波的占空比可調(diào)范圍為 2％～98％。5～177。 基于單片集成芯片 MAX038 函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)MAX038 是性能優(yōu)良的集成函數(shù)發(fā)生器。它的設(shè)計(jì)方案一般有以下幾種：基于單片集成芯片 MAX038 函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)，基于專用直接數(shù)字合成 DDS 芯片函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)以及基于晶體管、運(yùn)放 IC 函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)。因此，在要求不是很高的情況下，可以用一固定電阻代替恒流源，T T 2 也可以采用特性相近的兩只晶體管，而不一定要用對管，還可以通過調(diào)整外參數(shù)使電路盡可能對稱。如果電路的對稱性不是很好，v cv c2的波形可能為一對大小相等、極性相反的正弦波（其原因是由于電路的參數(shù)不完全對稱所引起的） 。共模抑制比 KCMR 的測量方法如下：當(dāng)差模電壓增益 AVD 的測量完成后，輸入Vic=500mV, fi=500Hz 的共模信號。所以，具有恒流源的差分放大器對共模信號，如晶體管的零點(diǎn)漂移、電源波動(dòng)、溫度變化等的影響具有很強(qiáng)的抑制能力。圖 17 差模傳輸特性曲線 共模特性當(dāng)差分放大器的兩個(gè)輸入端輸入一對共模信號（大小相等、極性相同）v ic 時(shí)，由于恒流源的作用，集電極電壓 vcv c2 不會(huì)因 vic 變化而同時(shí)增加或減小。靜態(tài)工作點(diǎn) Q 對應(yīng)的電壓為 VCQ，當(dāng) vid 增加時(shí)，v c1 隨 vid 線性減少，v c2 隨 vid 線性增加。也可以通過測量 T1 和 T2 的集電極電壓 vcv c2 隨差模電壓 vid 的變化規(guī)律來測量差模傳輸特性。50mV）時(shí)，i C1 的增加和 iC2 的減小都逐漸緩慢，這時(shí) iCi C2 隨 vid 作非線性變化，稱 vid 的這一變化范圍為非線性區(qū)，增大射極電阻可加強(qiáng)電流負(fù)反饋，擴(kuò)展線性區(qū)，縮小非線性區(qū)；在 vid 再繼續(xù)增加（超過177。由傳輸特性可以看出：當(dāng)差模輸入電壓 Vid=0 時(shí)，兩管的集電極電流相等， IC1Q=IC2Q= I0/2，稱 Q 點(diǎn)為靜態(tài)工作點(diǎn)；當(dāng) vid 增加（177。差分放大器器的主要性能參數(shù)有傳輸特性，差模特性及共模特性。由于電路的這種對稱性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及恒流源的作用，無論是溫度的變化，還是電源的波動(dòng)（稱之為共模信號） ，對 TT 2 兩管的影響都是一樣的。均壓電阻 RR 2 給差分放大器提供對稱差模輸入信號。其中，T T 2 稱為差分對管，常采用雙三極管如 5G921 或 BG319 等，它與電阻 RBR BR CR C2 及電位器 RP 共同組成差分放大器的基本電路。特別是在模擬集成電路中，常作為輸入級或中間放大級，而在函數(shù)信號發(fā)生器中的作用是用來產(chǎn)生正弦波，主要是應(yīng)用其工作在非線性區(qū)。若輸入為一對稱方波，則積分器的輸出為一對稱三角波，其波形關(guān)系如圖 15（c）所示。當(dāng)輸入頻率大于 f0= 1/(2πRFC)時(shí)，電路為積分器；若輸入頻率遠(yuǎn)低于 f0。若 ui 選用階躍信號，在 t≥0 時(shí)，輸出電壓 uo 的表達(dá)式為ui=0(t0)或 ui=E（t≥0） ，U 0=Et/RC 式中，RC 為積分時(shí)間常數(shù)；輸出電壓 uo 的最大值受集成運(yùn)算放大器的最大輸出電壓和輸出電流限制，因此積分時(shí)間是有限的。方波的頻率可用以下公式表示，f 0=1/T=1/2RCln (1+2R1/RF)，調(diào)節(jié)電位器 RP 可改變頻率。當(dāng)電容 C 的端電壓 VC（等于運(yùn)放的反相端電壓 V）大于V+時(shí)，輸出電壓 V0= VZ（雙向穩(wěn)壓管 DZ 的限幅電壓） ，則電容 C 經(jīng)電阻 R 放電，V C下降。 a)電路圖 b)傳輸特性圖 13 窗口比較器及其電壓傳輸特性 方波發(fā)生器電壓比較器的一個(gè)典型應(yīng)用就是方波發(fā)生器，方波發(fā)生器的電路如圖 14（a）所示。當(dāng) URL〈u i〈U RH 時(shí)，u 01= u02= UOM，所以 VD1 和 VD2 均截止，穩(wěn)壓管截止，u0=0。當(dāng) ui 小于 URL 時(shí)，必然小于 URH，所以 A1 的輸出 u01= UOM，A 2 的輸出 u02=+ UOM。當(dāng)輸入電壓 ui 大于 URH 時(shí)，必然大于 URL，所以集成運(yùn)放 A1 的輸出u01=+UOM，A 2 的輸出 u02= UOM。 窗口比較器單限比較器和滯回比較器在輸入電壓單一方向變化時(shí)，輸出電壓只躍變一次，因而不能檢測出輸入電壓是否在兩個(gè)給定電壓之間，而窗口比較器具有這一功能。故只有當(dāng) Ui 下降到 U+以下，才能使 Uo 再度回升到 Uo+，于是出現(xiàn)圖 12（b）所示的滯回特性。滯回比較器及其電壓傳輸特性如圖 12 所示： a）電路 b)電壓傳輸特性圖 12 滯回比較器及其電壓傳輸特性電路從輸出端引一個(gè)電阻分壓支路到同相輸入端，若 Uo 改變狀態(tài)，同相端的電位也隨著改變。滯回比較器具有滯回特性，即具有慣性，因而也就具有一定的抗干擾能力。一般簡單電壓比較器及其電壓傳輸特性如圖 11 所示：圖 11 一般簡單電壓比較器及其電壓傳輸特性當(dāng) UiUR 時(shí)，運(yùn)放輸出高電平，穩(wěn)壓管 Dz 反向穩(wěn)壓工作，輸出端電位嵌位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 Uz，即 Uo=Uz當(dāng) UiUR 時(shí)，運(yùn)放輸出低電平，穩(wěn)壓管 Dz 正向?qū)?，輸出電壓等于穩(wěn)壓管的正向?qū)妷?UD，即 Uo= UD 滯回比較器在單限比較器中，輸入電壓在閾值電壓附近的任何微小變化，都將引起輸出電壓的躍變，不管這種微小變化是來源輸入信號還是外部干擾。它只有一個(gè)門限電壓，所以也稱單限比較器。通常電壓比較器可分為簡單電壓比較器、窗口比較器和滯回比較器等等。它的基本原理是將信號電壓 Ui 與參考電壓 UR 進(jìn)行比較，當(dāng) Ui UR 時(shí)，電壓比較器正向飽和；當(dāng) Ui UR 時(shí)，電壓比較器負(fù)向飽和；當(dāng) Ui=UR 時(shí)，狀態(tài)不定。其中電壓比較器在函數(shù)發(fā)生器中的功能主要是組成波形發(fā)生器，可組成方波發(fā)生器產(chǎn)生方波，也可以和積分器共同組成三角波發(fā)生器；在函數(shù)信號發(fā)生器中積分器的主要作用是用來構(gòu)成三角波產(chǎn)生電路；而具有恒流源的差分放大器在函數(shù)信號發(fā)生器中的作用是用來三角波—正弦波的變換。1 函數(shù)信號發(fā)生器相關(guān)知識與基本原理在函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計(jì)中，會(huì)應(yīng)用到許多模電數(shù)電方面的知識。最后利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性特點(diǎn)將三角波轉(zhuǎn)換成正弦波。在它的多種設(shè)計(jì)方案中，本文選用集成運(yùn)算放大器與晶體管差分放大器來實(shí)現(xiàn)方函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)。本課題的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)信號發(fā)生器，使其能夠自動(dòng)產(chǎn)生方波、三角波以及正弦波。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、頻率或高或低的振蕩器等等。除此之外，函數(shù)信號發(fā)生器在其他領(lǐng)域也有重要作用。同樣三角波，方波，正弦波也有著不可忽視的作用，如在示波器中常用方波做標(biāo)準(zhǔn)信號來檢查它的好壞，在實(shí)驗(yàn)中常用正弦波作為信號源，測量放大器的放大倍數(shù)，觀察波形的失真情況等等。在實(shí)驗(yàn)以及一些科學(xué)研究中，鋸齒波和正弦波、矩形波、三角波是常用的基本測試信號。信號發(fā)生器按其信號波形可分為四大類：正弦信號發(fā)生器、函數(shù)（波形）信號發(fā)生器、脈沖信號發(fā)生器、隨機(jī)信號發(fā)生器。 The second part of main content was proposed following two kind of design proposal: The first kind of plan is based on the monolithic integrated chip MAX038 function signal generating device design, the second kind of plan is based on the transistor, transports puts function signal generating device the and so on the IC design, and carries on the analysis parison to these two kind of plans merit and the shorting, finally determined uses the second kind of plan to plete the function signal generating device the design. The third part specifically introduced my design proposal based on the transistor, transports puts function signal generating device the and so on the IC design, it is this article core, did this part narrate the performance index, the functional block diagram, how as well as calculates through the parameter determines the design electric circuit and so on several aspects the content。 差分放大器。第三部分就具體介紹了我的設(shè)計(jì)方案—基于晶體管、運(yùn)放 IC 等函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)，它是本文的核心，該部分講述了性能指標(biāo)、原理框圖、以及如何通過參數(shù)計(jì)算來確定設(shè)計(jì)電路等幾個(gè)方面的內(nèi)容；文章第四部分就主要介紹了調(diào)試安裝的方法，并對設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了簡要分析。本課題的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)信號發(fā)生器，使其能自動(dòng)產(chǎn)生方波、三角波以及正弦波。課題的要求：必須自制整個(gè)電路的電源供電電路。4．