多波形函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計-文庫吧資料
2025-07-05 23:14本頁面
【正文】 角波的周期（方波的周期與其相同）為?i?i 132421)(RPCtT??從而可知方波—三角波的頻率為 2413)(Rf由 和 的表達(dá)式可以得出以下結(jié)論：fmoU2 14 (1)使用電位器 調(diào)整方波—三角波的輸出頻率時，不會影響輸出波形的幅度。1UEV?Vc2C可見積分器的輸入為方波時，輸出是一個上升速率與下降速率相等的三角波，其波形關(guān)系如圖 7 所示。當(dāng) 下降到 時，比較器 A1 的輸出 狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，即2O2O?i2 1OU由高電平 變?yōu)榈碗娖?，于是電容 放電，電容電壓 下降，而1UVc?EV2C2CtRPVctRPUO 24242 )()(????即 線性上升。 12 1OU Vc? _Ui i Ui EV? 圖 6 比較器傳輸特性運(yùn)放 與 、 、 及 組成反相積分器。當(dāng) 時，輸出 從高電平 翻轉(zhuǎn)到低電平 ；|)|(|EEVc??????01 EV?當(dāng) 時，輸出 從低電平 跳到高電平 。1AR231RP1C運(yùn)放的反相端接基準(zhǔn)電壓，即，即 ，同相端接輸入電壓 ， 稱為平衡電阻。輸出信號或從其中任一1iU2i個集電極取出，稱為單端輸出，或從兩個集電極之間取出，稱為雙端輸出或浮動輸出. 10 R cR LR cR LR E E+U i1V C CT 2T 1U i2+V E E圖 4 差分放大器電路3 總體電路設(shè)計 方波—三角波產(chǎn)生電路的設(shè)計 圖 5 所示的電路是能自動產(chǎn)生方波—三角波信號。一般采用正、負(fù)兩個極性的電源供電，且 。差分放大器的基本電路如圖 4 所示。 它 可 以 是 平 衡 輸 入 和輸 出 ， 也 可 以 是 單 端 （ 非 平 衡 ） 輸 入 和 輸 出 ， 常 用 來 實(shí) 現(xiàn) 平 衡 與 不 平 衡 電 路 的 相 互轉(zhuǎn) 換 ， 是 各 種 集 成 電 路 的 一 種 基 本 單 元 。若 上的起始電壓為CoC零，則 ????tsto duRCdiu001實(shí)現(xiàn)理想的積分運(yùn)算。由圖可見，輸入信號電壓 在 中產(chǎn)生的電流 。 積分電路被廣泛的用于自控系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)中，此外還廣泛應(yīng)用于波形的產(chǎn)生和變換以及儀表之中。1R221543RR 2R 3R 1D 1D 2U R E FU 1圖 2（a）遲滯電壓比較器 8 OU OH ?iU?iU OL 圖 2（b）遲滯電壓比較器比較特性 積分電路積 分 電 路 主 要 用 于 波 形 變 換 、 放 大 電 路 失 調(diào) 電 壓 的 消 除 及 反 饋 控 制 中 的 積 分 補(bǔ) 償 等場 合 。可見，上式所示的 就是比1u2 OH2U較器的下門限電壓，既 。可見，上式所示的 就是比1u1 OL1U較器的上門限電壓，即 。在理想情況下，它的比較特性如圖 2（b）所示。將比較器的輸出電壓通過反饋網(wǎng)絡(luò)加到同相輸入端，形成正反饋，如圖2（a）所示，待比較電壓 加在反相輸入端。本設(shè)計中應(yīng)用到的集成運(yùn)算放大器是遲滯電壓比較器和積分電路，下面將它們一一介紹： 遲滯電壓比較器電壓比較器（Voltage Comparator）的作用是對兩個輸入電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出高、低兩個電平的電壓，以滿足后面連接的數(shù)字電路對 1 和 0 兩個邏輯電平的要求。現(xiàn) 今 運(yùn) 放 的 種 類 繁 多 ， 廣 泛 應(yīng) 用 于 幾 乎 所 有 的 行 業(yè) 當(dāng) 中 。本課題研究先產(chǎn)生方波—三角波，再將三角波變換成正弦波的電路設(shè)計方法，其電路組成如圖 1所示： 6 圖 1 函數(shù)信號發(fā)生器組成框圖 運(yùn)算放大器的介紹 集成運(yùn)算放大器是一種十分理想的增益器件，常 簡 稱 為 運(yùn) 放 ， 是 具 有 很 高 放 大 倍數(shù) 的 電 路 單 元 ， 在 實(shí) 際 電 路 中 ， 通 常 結(jié) 合 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 共 同 組 成 某 種 功 能 模 塊 ， 運(yùn) 放是 一 個 從 功 能 的 角 度 命 名 的 電 路 單 元 ， 可 以 由 分 立 的 器 件 實(shí) 現(xiàn) ， 也 可 以 實(shí) 現(xiàn) 在 半 導(dǎo)體 芯 片 當(dāng) 中 。（2）頻率穩(wěn)定度不劣于10 －42. 輸出波形部分技術(shù)要求 （1）方波輸出信號的峰峰值 ；VpU2??(2)三角波輸出信號幅度峰峰值 ；8?(3)正弦波輸出信號的峰峰值 。2 函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計要求及過程 函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計要求1. 頻率調(diào)節(jié)部分技術(shù)要求：（1）輸出信號頻率1Hz到100Hz可調(diào)。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)信號發(fā)生器，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)信號發(fā)生器 ICL8038） 。但也可以通過頻率合成技術(shù)來獲得所需頻率。再次，按其產(chǎn)生頻率的方法又可分為諧振法和合成法兩種。這種發(fā)生器的特性是受測量對象的要求所制約的。信號發(fā)生器的應(yīng)用非常廣泛，種類繁多。例如在通信、廣播、電視系統(tǒng)中，都需要射頻（高頻）發(fā)射，這里的射頻波就是載波，把音頻（低頻） 、視頻信號或脈沖信號運(yùn)載出去，就需要能夠產(chǎn)生高頻的振蕩器。它能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波等多種波形，因其時間波形可用某種時間函數(shù)來描述而得名。自 60 年代以來信號發(fā)生器有了
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