几种简单的函数信号发生器电路图分析

几种简单的函数信号发生器电路图分析

时间：2012-01-10 15:30 作者：赛微编辑来源：赛微电子网

引言

随着模拟电路技术和电力电子技术发展，电路设计中对信号的精度、稳定性、抗干扰能力等要求进一步提高，电子行业中将一些功能进行集成到IC芯片供其他的厂家来使用。在电路设计中，我们除了正常的电源输入之外，还需要提供三角波、方波、正弦波、脉冲波、单次脉冲等特殊的波形来给某个电路提供输入。

这种可以提供三角波、方波、正弦波、脉冲波、单次脉冲等特殊的波形的电路或者仪器（函数信号发生器的种类），我们可以称之为函数信号发生器，它对电子工程师设计的整个系统来说，发挥着重要的作用，它具有各种内置信号、自定义的任意波形和脉冲能力，能帮助您验证设计，检验新的构想，从而让整个设计更具有可靠性。

本文结合几种简单的函数信号发生器电路图，并对其工作原理（函数信号发生器原理）、可以实现的功能和性能、电路特点等方面做了详细的分析，供电子发烧友参考。

程控函数信号发生器电路图

它主要由主控制器LPC2114、MAX038、D/A转换器以及八选一模拟开关CD4051LED显示、键盘、波段切换，波形处理和峰值检波等部分组成，研究了LPC2114通过D/A转换器实现对MAX038频就绪和占空比的调控方法，并给出

了在0.1Hz～20MHz内产生精确的正弦波、方波和三角波的方法。此外，它还具有可调范围大、精度高、信号稳定等特点，可以应用于各种电子测量和控制场合。

LPC2114主要通过D/A转换器TLC5618、DAC0832和八选一模拟开关CD4051对MAX038输出的波形、频率以及占空比进行控制。通过对A1和A0端的不同设置来选择不同的波形。当A1为高电平、A0为任意时，输出波形为正弦波;当A1、A0同时为低电平时，输出波形为方波;当A1为低电平、A0为高电平时，输出波形为三角波。

MAX038输出波形的幅值为2 V(P-P)，最大输出电流为+20 mA，输出阻抗的典型值为0.1 Ω。可直接驱动100 Ω的负载。为了得到更大的输出幅度和驱动能力，就需要对波形信号作进一步处理，下图为一个波形输出与驱动电路。

为了滤除高频干扰，波形信号从MAX038的OUT端输出后，可使其通过一个50 MHz的LC低通滤波电路，并经过AD8021进行电压放大。通过电位器RW1可以对波形的幅度进行调节，LPC2114控制继电器的开通与关断，可以对信号幅度进行0 dB、20 dB、40 dB三个档次的衰减。为了实时测量波形的峰峰值，可使信号经过峰值检波电路后，再经过分压，使其电压保持在0～3.3 V之间，然后送人LPC2114自带的10位A/D转换器进行测量。峰值检波电路可由一级精密二极管电路和一级电压跟随器组成。当信号频率很高时，电容两端的电压就近似于正峰值，这样，根据波形，就可以通过编程对其进行处理，从而得到信号的峰峰值。

三种波形函数信号发生器电路图

TCL8038是一种专用函数发生电路，具有多种波形输出的功能(方波、三角波、正弦波)。其工作电流约l0mA，用正负电源。

电路分析如下：

(1) C5～C8采用温度系数小，误差小的电容。

(2) Sl打在C8挡时可输出1Hz以下的脉冲波形。

(3) RP2采用51～100kΩ双连线性电位器，便于频率刻度。

(4) RPl、RP3用来微调输出的波形，使其上、下峰沿平滑。

Sl为频率粗调挡，RP2为频率细调电位器。调试时，可借助一台数字频率计进行频率刻度标定。并用示波器测波形，调整电位器RPl和RP3。调RPl使方波信号的占空比为50%，调RP3使正弦波信号更趋于平滑，其频率由公式0.3/RAv·(C5～C8)决定，其频率在1Hz～1MHz范围内。

5Hz～5MHz函数信号发生器

本电路可以根据需要从输出的方波、正弦波和三角波中任选一种输出波形，电路图如下：

电路分析如下：

集成电路MAX038通过电流输入端IIN的电流大小设定振荡频率，用电阻把基准电压变换成电流，用流经FADJ端的电流微调频率。电路中的频率范围设定为以10为倍数进行。定时电容在75pF～10μF范围内进行切换。

考虑到5MHz时连线分布电容对工作电容的影响。电路中增加一个50pF的CTc半可变电容与75pF工作电容并联，以便对高频进行校准。频率设定电位器PR1采用10圈线绕电阻。电路的特点是结构简单，可调元件少，工作可靠。

简单而有用的的函数发生器电路

本电路是采用使用一个运算放大器生产的4个阶段4个输出，方波，正弦波，三角波和2倍的增益功能得到。电路图如下所示：

电路工作原理分析：

(1) 第一阶段的功能作为一个方波发生器。最初，假设它的输出是在V

+(+2.5 V)。

(2) 集成在第二阶段，当方波，三角波生成的输出。

(3) 第三阶段一体化的另一个通过这个三角波产生在第三阶段的输出的正弦波信号。

(4) 第四和最后阶段，仅仅是一个标准的反相放大器的增益等于-2。+输入电压是由电阻分压器，其中，在这种情况下，27K和100K的电阻的比值。输出信号反馈到+已经通过电阻网络输入端子，与业务作为一个比较放大器。

正如你可以看到整个电路中需要很少的外部元件，是很简单的。对于这样的设计，我们也可以使用ALD4701，ALD4702，ALD4704，ALD4706或其他类似的运算放大器。