4.函数信号发生器设计

4.函数信号发生器设计 4.函数信号发生器设计 1.设计实验任务与要求： 设计实验任务与要求：

设计采用运放(包括可用三极管) 设计采用运放(包括可用三极管)构成正 用运放 弦波.三角波.方波函数信号发生器。 弦波.三角波.方波函数信号发生器。给定Vcc=12V;Vee=-12V。 给定Vcc=12V;Vee=-12V。 频率范围： 频率范围：150 ~1500hz 输出电压：方波upp≤14V;三角波 三角波upp≤8V; 输出电压：方波upp≤14V;三角波upp≤8V;正弦 波upp>15V 波形特性：方波上升时间 上升时间tr<30us;三角波 三角波非线性 波形特性：方波上升时间tr<30us;三角波非线性 系数r <2%:正弦波非线性失真r5% 正弦波非线性失真 系数r△<2%:正弦波非线性失真r5%1

2.函数信号发生器电路设计参考方案 2.函数信号发生器电路设计参考方案2.1 RC文氏电桥振荡器产生正弦波，方波-三角波产生电路可正弦波振荡 RC文氏电桥振荡器产生正弦波 方波-三角波产生电路可正弦波振荡 文氏电桥振荡器产生正弦波， 器采用波形变换电路, 通过迟滞比较器变换为方波, 器采用波形变换电路, 通过迟滞比较器变换为方波,经积分器获得三角波输 文氏电桥振荡器的振荡频率 此电路的输出频率就是就是RC文氏电桥振荡器的振荡频率. 出。此电路的输出频率就是就是RC文氏电桥振荡器的振荡频率. 正弦波uo1RC 过压 迟滞 比较器

方波uo2 积分器 三角波uo3

正弦波震荡器

2.2用迟滞比较器与反相积分器首尾相串联构成方波-三角波产生电路，然 2.2用迟滞比较器与反相积分器首尾相串联构成方波-三角波产生电路， 用迟滞比较器 首尾相串联构成方波 产生电路 采用差分放大器 作为三角波—正弦波变换电路利用差分对管 差分放大器， 差分对管的饱 后，采用差分放大器，作为三角波—正弦波变换电路利用差分对管的饱 和与截止特性进行变换，此电路的输出频率就是就是方波 三角波产生 方波产生电 和与截止特性进行变换，此电路的输出频率就是就是方波-三角波产生电 路的频率. 路的频率. 方波uof 三角波uo3迟滞 比较器

积分器

差分 放大器

正弦波uoz2

3. RC文氏电桥正弦波振荡电路 RC文氏电桥正弦波振荡电路3.1 RC文氏电桥正弦波振荡器的工作原理: RC文氏电桥正弦波振荡器的工作原理 文氏电桥正弦波振荡器的工作原理:& 1 &u = Up = F & Uo 3 + j( ω ωo ) ωo ω

文氏电桥振荡器由RC串并选频网络和同相放大器组成 其中RC串并 文氏电桥振荡器由RC串并选频网络和同相放大器组成.其中RC串并 串并选频网络 组成. 选频网络形成正反馈电路并决定RC振荡器的振荡频率fo: 正反馈电路并决定 振荡器的振荡频率 选频网络形成正反馈电路并决定RC振荡

器的振荡频率fo: 电路的振荡频率 频率: =1/(2 RC) (当R1=R2;C1=C2时 电路的振荡频率: fo =1/(2πRC) (当R1=R2;C1=C2时) f=fo时 up与uo的相位差 的相位差△ fumax=up/uo=1/3. 当f=fo时: up与uo的相位差△φ=00 fumax=up/uo=1/3. Ra和Rb形成负反馈电路决定起振的幅值条件调节波形与稳幅控制. Ra和Rb形成负反馈电路决定起振的幅值条件调节波形与稳幅控制 形成负反馈电路决定起振的幅值条件调节波形与稳幅控制.

3.2 RC文氏电桥振荡器实验要点: RC文氏电桥振荡器实验要点: 文氏电桥振荡器实验要点①.在R1=R2=R,C1=C2=C时,振荡频率fo=1/(2πRC); R1=R2=R,C1=C2=C时 振荡频率f =1/(2π 起振幅值条件: =(Ra+Rf)/Ra≧ ②.起振幅值条件:Avf1=(Ra+Rf)/Ra≧3. 即Rb/Ra ≧2. Rf=RW+(R3∥Rd) Rd:二极管正向电阻. +(R3∥ Rd:二极管正向电阻 二极管正向电阻. *电路调整的关键是：负反馈电路中的电位器RW的细 电路调整的关键是 负反馈电路中的电位器R 关键是：

心调节， RW过大：输出方波！ RW过小：电路不起 过大： 过小： 心调节， RW过大 输出方波！ RW过小 3 振！

3.3 RC文氏电桥振荡电路 RC文氏电桥振荡 文氏电桥振荡电路10k 1k 文氏电桥振荡器：fo=1/2πRC; 文氏电桥振荡器：fo=1/2πRC; 正反馈电路：RC串并选频网络 串并选频网络决 正反馈电路：RC串并选频网络决 C1 RC振荡器的振荡频率fo。 振荡器的振荡频率 定RC振荡器的振荡频率fo。 0.1u 负反馈电路：Ra和Rb决定 决定起振条 负反馈电路：Ra和Rb决定起振条 调节波形与稳幅控制。 件，调节波形与稳幅控制。 RV1 Rb并联D1.D2:正向非线性电阻 Rb并联 并联D1.D2: C2 起振时：电阻大负反馈小 负反馈小； 起振时：电阻大负反馈小； 0.1u 10k 10k 振荡幅值大时：电阻小负反馈大， 振荡幅值大时：电阻小负反馈大， 整形限幅。 整形限幅。 改变R 改变R 调频率 调节Rw, uo波形基本不失真 调节Rw,使uo波形基本不失真 分别测量输出电压up.uo和振 时,分别测量输出电压up.uo和振 荡频率fo,并记录表荡频率fo,并记录表-1中. -1文氏电桥振荡电路实验表 表9%

R1

R3

D11N4007

D2u1OP 1N4007 -12v

RVB32%

U12 4 1 5 6 3 7

10k

R23k

UA741

12v

调负反馈 起振限幅 起振限幅

调 振 器 : fo = 频 荡

1 2πC R R2 1

电路参数 R1/k R1/k 1 1 R2/k R2/k C/uf 0.1 0.2

频率fo/ 频率fo/Khz 计算值 测量值

电压/v 电压/v up uo1

up/uo1波形 up/uo1波形

4.1方波/三角波产生电路：由迟滞比较器与积分器首尾相串联构成。 方波/三角波产生电路： 迟滞比较器 积分器首尾相串联构成。 比较器与 首尾相串联构成电路输出频率fo =R2/(4R1RpC);三角波输出电压： Uo2=Vz …… 此处隐藏：3480字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……