低频函数信号发生器设计实验报告 精品
函数信号发生器实验报告

北京邮电大学电子电路综合设计实验实验报告实验题目:函数信号发生器的设计院系:电子工程学院班级:2014211212姓名:李瑞平学号:2014211104班内序号:07一、课题名称:函数信号发生器的设计二、摘要:采用运算放大器组成的积分电路产生比较理想的方波-三角波,根据所需振荡频率和对方波前后沿陡度、方波和三角波幅度的要求,选择运放、稳压管、限流电阻和电容。
三角波-正弦波转换电路利用差分放大器传输特性曲线的非线性实现,选取合适的滑动变阻器来调节三角波的幅度和电路的对称性,同时利用隔直电容、滤波电容来改善输出正弦波的波形。
关键词:方波三角波正弦波频率可调幅度三、设计任务要求:1.基本要求:设计制作一个方波-三角波-正弦波信号发生器,供电电源为±12V。
1)输出频率能在1KHZ~10KHZ范围内连续可调;2)方波输出电压V opp=12V(误差<20%),上升、下降沿小于10μs;3)三角波输出信号电压V opp=8V(误差<20%);4)正弦波信号输出电压V opp≥1V,无明显失真。
2.提高要求:1)三种波形输出峰峰值V opp均在1~10V范围内连续可调;2)将输出方波改为占空比可调的矩形波,占空比可调范围30%~70%四、设计思路1. 结构框图实验设计函数发生器实现方波、三角波和正弦波的输出,其可采用电路图有多种。
此次实验采用迟滞比较器生成方波,RC积分器生成三角波,差分放大器生成正弦波。
除保证良好波形输出外,还须实现频率、幅度、占空比的调节,即须在基本电路基础上进行改良。
由比较器与积分器组成的方波三角波发生器,比较器输出的方波信号经积分器生成三角波,再经由差分放大器生成正弦波信号。
其中方波三角波生成电路为基本电路,添加电位器调节使其频率幅度改变;正弦波生成电路采用差分放大器,第一个电路是由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路。
单限比较器输出的方波经积分器得到三角波;第二个电路是由差分放大器组成的三角波—正弦波变换电路。
低频信号发生器设计开题报告

1 研究的目的及其意义随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展,促使信号发生器种类增多,性能提高。
尤其随着70年代微处理器的出现,更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。
现在,信号发生器带有微处理器,因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能,可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。
当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率、精度、多功能、自动化和智能化方向发展。
在科学研究、工程教育及生产实践中,如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域,常常需要用到低频信号发生器。
而在我们日常生活中,以及一些科学研究中,锯齿波和正弦波、矩形波信号是常用的基本测试信号。
譬如在示波器、电视机等仪器中,为了使电子按照一定规律运动,以利用荧光屏显示图像,常用到锯齿波产生器作为时基电路。
信号发生器作为一种通用的电子仪器,在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。
但市面上能看到的仪器在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。
加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产,都使我们研制一种低功耗、宽频带,能产生多种波形并具有程控等低频的信号发生器成为可能。
便携式和智能化越来越成为仪器的基本要求,对传统仪器的数字化,智能化,集成化也就明显得尤为重要。
平时常用信号源产生正弦波,方波,三角波等常见波形作为待测系统的输入,测试系统的性能。
单在某些场合,我们需要特殊波形对系统进行测试,这是传统的模拟信号发生器和数字信号发生器很难胜任的。
利用单片机,设计合适的人机交互界面,使用户能够通过手动的设定,设置所需波形。
该设计课题的研究和制作全面说明对低频信号发生系统要有一个全面的了解、对低频信号的发生原理要理解掌握,以及低频信号发生器工作流程:波形的设定,D/A 转换,显示和各模块的连接通信等各个部分要熟练联接调试,能够正确的了解常规芯片的使用方法、掌握简单信号发生器应用系统软硬件的设计方法,进一步锻炼了我们在信号处理方面的实际工作能力。
低频函数信号发生器设计—毕业设计

四川信息职业技术学院毕业设计说明书目录摘要 (1)第1章方案设计 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 方案选择 (2)第2章电路设计 (4)2.1 方波—三角波产生电路 (4)2.1.1 比较器电路原理 (4)2.1.2 积分电路原理 (5)2.1.3 参数计算与元件选择 (9)2.2 三角波—正弦波转换电路 (10)2.2.1 差分放大器电路原理 (10)2.2.2 参数计算与元件选择 (12)第3章电路安装与调试技术 (13)3.1 方波—三角波发生器的装调 (13)3.2 三角波—正弦波变换电路的装调 (13)结论 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附录三角波—方波—正弦波函数发生器 (17)摘要在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时,都需要有信号源,由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上,用其它仪器观察、测量被测仪器的输出响应,以分析确定它们的性能参数。
信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。
信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
本设计是信号发生器的设计,主要由比较器、积分器、差分放大器构成,它能产生频率范围为1Hz~10Hz,10Hz~100Hz的各种波形,其中方波Vp-p≤24V;三角波Vp-p=8V;正弦波Vp-p>1V;波形特性:方波tr<30μs;三角波非线性失真系数 <2%;正弦波非线性失真γ<5%。
关键词方波;正弦波;三角波;函数发生器第1章方案设计1.1 设计任务在无线电通信、测量、自动控制等技术领域中广泛应用着各种类型的信号发生器,最常用的有正弦波信号发生器、方波信号发生器、三角波发生器。
随着集成技术的发展,集成电路在波形发生器电路中已被广泛采用,并且已制造出了能同时产生正弦波、方波、三角波专用集成电路。
电路实验报告 函数信号发生器

电子电路综合设计实验实验一函数信号发生器的设计与调测班级: 2009211108**: ***学号: ********小班序号: 26课题名称函数信号发生器的设计与实现一、摘要函数信号发生器是一种为电子测量提供符合一定要求的电信号的仪器, 可产生不同波形、频率和幅度的信号。
在测试、研究或调整电子电路及设备时, 为测定电路的一些电参量,用信号发生器来模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。
信号发生器可按照产生信号产生的波形特征来划分:音频信号源、函数信号源、功率函数发生器、脉冲信号源、任意函数发生器、任意波形发生器。
信号发生器用途广泛, 有多种测试和校准功能。
本实验设计的函数信号发生器可产生方波、三角波和正弦波这三种波形, 其输出频率可在1KHz至10KHz范围内连续可调。
三种波形的幅值及方波的占空比均在一定范围内可调。
报告将详细介绍设计思路和与所选用元件的参数的设计依据和方法。
二、关键词函数信号发生器迟滞电压比较器积分器差分放大电路波形变换三、设计任务要求:1、(1)基本要求:2、设计一个可输出正弦波、三角波和方波信号的函数信号发生器。
3、输出频率能在1-10KHZ范围内连续可调, 无明显是真;4、方波输出电压Uopp≥12V, 上升, 下降沿小于10us, 占空比可调范围30%-70%;5、三角波输出电压Uopp≥8V;6、正弦波输出电压Uopp≥1V;设计该电源的电源电路(不要求实际搭建), 用PROTEL软件绘制完整的电路原理图(SCH)。
(2)提高要求:1.三种输出波形的峰峰值Uopp均在1V-10V范围内连续可调。
2.三种输出波形的输出阻抗小于100Ω。
3.用PROTEL软件绘制完整的印制电路板图(PCB)。
(3)探究环节:1.显示出当前输入信号的种类、大小和频率(实验演示或详细设计方案)。
2.提供其他函数信号发生器的设计方案(通过仿真或实验结果加以证明)。
四、设计思路和总体结构框图(1)原理电路的选择及总体思路:根据本实验的要求, 用两大模块实现发生器的设计。
BEST-低频函数信号发生器的设计资料

低频函数信号发生器的设计一、设计任务设计一个低频函数信号发生器。
二、 设计要求1.同时输出三种波形:方波、三角波、正弦波2.频率范围:10 Hz ~10 kHz ;3.频率稳定度:日310-≤∆o f f ; 4.频率控制方式:(a )通过改变RC 时间常数控制频率(手控方式); (b )通过改变控制电压U 1实现压控频率(即VCF ),常用于自控方式。
即)U (f f 1=(U 1=1~10V ),为确保良好的控制特性,可分三段控制: ① 10 Hz ~100 Hz ② 100 Hz ~1 kHz ③ 1 kHz ~10 kHz5.波形精度:①方波 上升时间和下降时间均应小于2s μ【如图8-1 (a)】; ②三角波 线性度:%1U omδ【如图8-1 (b)】; ③正弦波 谐波失真度:∑=n2i 2iU /U 1<2%(U 1为基波有效值,U i为各次谐波有效值)。
6.输出方式:(a )作电压源输出时,要求:① 输出电压幅度连续可调,最大输出电压(峰峰值)不小于20V ; ② 当R L =100Ω~1K Ω时,输出电压相对变化率%1U U oo∆ (即要求Ω<1.1o R )。
(b )作电流源输出时,要求:① 输出电流连续可调,最大输出电流(峰峰值)不小于200 am ; ② 当R L =0~90Ω时,输出电流相对变化率%1<∆ooI I (即要求Ω>k Ro9)。
(c )作功率输出时,要求最大输出功率W P o 1max ≥(R L =50Ω时)。
7.具有输出过载保护功能当因R L 过小而使I O > 400 mA (峰-峰值)时,输出三极管自动限流,以免损坏电路元器件。
8.采用数字频率显示方式。
图8-1 方波、三角波的技术指标三、方案讨论根据实验任务的要求,对信号产生部分,一般可采用多种实现方案:如模拟电路实现方案、数字电路实现方案、模数结合的实现方案等。
信号发生器实验报告

信号发生器实验报告信号发生器实验报告引言信号发生器是电子实验室中常见的一种仪器,用于产生各种类型的电信号。
本次实验旨在探究信号发生器的原理和应用,以及对其进行一系列的测试和测量。
一、信号发生器的原理信号发生器是一种能够产生不同频率、幅度和波形的电信号的设备。
其主要由振荡电路、放大电路和输出电路组成。
振荡电路负责产生稳定的基准信号,放大电路将基准信号放大到合适的幅度,输出电路将信号输出到外部设备。
二、信号发生器的应用1. 电子器件测试:信号发生器可以用于测试电子器件的频率响应、幅度响应等特性。
通过改变信号发生器的频率和幅度,可以模拟不同工作条件下的电子器件性能。
2. 通信系统调试:在通信系统的调试过程中,信号发生器可以用于模拟各种信号,如语音信号、数据信号等。
通过调整信号发生器的参数,可以测试通信系统的传输质量和容量。
3. 音频设备测试:信号发生器可以用于测试音频设备的频率响应、失真等特性。
通过产生不同频率和幅度的信号,可以对音频设备进行全面的测试和评估。
三、实验过程1. 测试频率响应:将信号发生器连接到待测设备的输入端,逐渐改变信号发生器的频率,并记录待测设备的输出结果。
通过绘制频率响应曲线,可以了解待测设备在不同频率下的响应情况。
2. 测试幅度响应:将信号发生器连接到待测设备的输入端,逐渐改变信号发生器的输出幅度,并记录待测设备的输出结果。
通过绘制幅度响应曲线,可以了解待测设备对不同幅度信号的响应情况。
3. 测试波形输出:将信号发生器连接到示波器,通过改变信号发生器的波形设置,观察示波器上的波形变化。
通过比较不同波形的特征,可以了解信号发生器的波形生成能力。
四、实验结果与分析1. 频率响应:根据实验数据绘制的频率响应曲线显示,待测设备在低频段具有较好的响应能力,而在高频段则逐渐衰减。
这可能是由于待测设备的电路结构和元件特性导致的。
2. 幅度响应:根据实验数据绘制的幅度响应曲线显示,待测设备对于低幅度信号的响应较差,而对于高幅度信号的响应较好。
低频信号发生器设计报告主要-推荐下载

其中由正弦信号发生部分的电路产生所需要的正弦信号,由输出电路将信号放大后进行输 出,再由稳幅电路部分从输出的信号采样反馈回信号发生部分进行稳幅。 1.正弦信号发生部分可以有以下实现方案: ⑴以晶体管为核心元件,加 RC(文氏桥或移相式)或 LC(变压器反馈式、电感三点式、 电容三点式、晶振等)选频网络以及稳幅电路等构成的分立元件正弦波振荡电路。这种电 路的优点是简单、廉价,但由于采用分立元件,稳定性较差,元件较多时调节也较麻烦。 ⑵以集成运放为核心元件,加 RC(文氏桥或移相式)或 LC(变压器反馈式、电感三点式、 电容三点式、晶振等)选频网络以及稳幅电路等构成的正弦波振荡电路。这种电路的优点 是更为简单,性价比较好,但频率精度和稳定性较差。 ⑶以集成函数信号发生器为核心元件,加适当的外围元件构成正弦波产生电路。例如函数 发生器 ICL8038 芯片加电阻、电容元件,在一定电压控制下,可以产生一定频率的方波、 三角波和正弦波。这种电路的优点时调节方便,在所采用的外围元件稳定性好的情况下, 可以得到较宽频率范围的,且稳定性、失真度和现行度很好的正弦信号。 ⑷利用锁相环(PLL)技术构成的高频率精度的频率合成器。其框图如下图所示。
2.稳幅方案
常用的稳幅方法是根据震荡幅度的变化来改变负反馈的强弱 ,若振幅增大,负反馈系数
组成部分
F= Rs Rs RF
பைடு நூலகம்
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关,1系电过,力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层,机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2,高总而中体且资配可料置保试时障卷,各调需类控要管试在路验最习;大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试,况卷要下安加与全强过,看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高;中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整,处核或理对者高定对中值某资,些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定,卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置,跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等,料,编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气,线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术,技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项;资方对料式整试,套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资,气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技,进术合行,理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对:于于在调差分试动线过保盒程护处中装,高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时,术,作是应为指采调发用试电金人机属员一隔,变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内;图部同纸故一资障线料时槽、,内设需,备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切,验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中,术资要资料进料试行,卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
基于单片机的低频信号发生器的设计

5 密级:公开科学技术学院NANCHANG UNIVERSITY COLLEGE OFSCIENCE AND TECHNOLOGY学士学位论文THESIS OF BACHELOR(2011— 2015年)题目基于单片机地低频信号发生器地设计学科部:信息学科部专业:电子信息工程班级:电子111班学号: 7020911039学生姓名:付利娟指导教师:陶凌起讫日期: 2014年12月2日—2015年5月26日目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2课题目地 (1)1.3课题任务 (1)第二章硬件设计与方案地选择 (3)2.1 信号发生器工作原理 (3)2.2元件地介绍 (3)2.2.1 单片机地介绍 (3)2.2.2 芯片DAC0832地原理及功能 (4)2.2.3 1602显示屏地原理及功能 (6)2.2.4 芯片LM324地原理及功能 (7)2.3硬件电路地设计和分析 (9)2.3.1电源部分 (9)2.3.2按键输入部分 (10)2.3.3显示输出部分 (10)2.3.4 数据转换输出部分 (11)第三章软件地设计 (12)3.1 程序流程图 (12)3.2 波形实现地程序介绍软件设计 (12)3.2.1 正弦波地设计 (12)3.2.2 三角波地设计 (13)3.2.3 方波地设计 (13)3.2.4 锯齿波地设计 (14)3.2.5 梯形波地设计 (14)第四章性能测试与分析 (15)4.1 输出波形地种类与频率测试 (15)4.2 实物测试结果 (16)总结 (18)参考文献(References) (19)致谢 (20)附录一:硬件电路原理图 (21)附录二:PCB图 (21)附录三:protues仿真图 (22)基于单片机地低频信号发生器地设计专业:电子信息工程学号:7020911039 学生姓名:付利娟指导教师:陶凌摘要:随着20世纪地到来,社会发展地越来越快,越来越多地工作要依靠电子产品来完成,不管在实验还是现实生活中,用函数信号发生器作为测量工具地变得越来越多,不管是在实验室还是在科技研究中,函数信号发生器地用途变得越来越重要.函数信号发生器主要是由硬件和软件两方面来组成地,在硬件方面选择单片机电路,稳压电源电路,数模转换电路,显示电路以及按键控制电路等.在软件方面,主要是利用程序来实现五种波形,在本次设计中要用到dxp软件进行PCB制图,然后编写程序要在Keil uVision环境中编译,通过protues来完成仿真.本次选择单片机来制作主要是因为程序灵活性高,并且编写程序地扩展功能可以随时添加,且信号稳定.关键字:单片机;低频信号发生器;KeilMCU-based low-frequency signal generator designAbstract:With the advent of the 20th century, social development faster and faster, more and more work to rely on electronic products to complete, regardless of in the experiment or in real life, with a function signal generator as the measurement tools become more and more, whether in the laboratory or in scientific and technological research, function signal generator in use today becomes more and more important. Function signal generator is mainly composed of two aspects of hardware and software of, select the microcontroller circuit in hardware, regulated power supply circuit, digital to analog conversion circuit, showing circuit and the key control circuit. In terms of software, mainly is the application to achieve waveform five, in the design to use DXP software for PCB drawing, and then write a program to compile in keil uVision environment, to accomplish through simulation Protues. The choice of single-chip microcomputer to production mainly because of high program flexibility, and the expansion of the program can be added at any time, and signal stability.Keywords: AT89C51。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
实验报告课程名称:电子系统综合设计指导老师:周箭成绩:实验名称:低频函数信号发生器(预习报告)实验类型:同组学生姓名:一、课题名称低频函数信号发生器设计二、性能指标(1)同时输出三种波形:方波,三角波,正弦波;(2)频率范围:10Hz~10KHz;(3)频率稳定性:;(4)频率控制方式:①改变RC时间常数;②改变控制电压V1实现压控频率,常用于自控方式,即F=f(V1),(V1=1~10V);③分为10Hz~100Hz,100Hz~1KHz,1KHz~10KHz三段控制。
(5)波形精度:方波上升下降沿均小于2μs,三角波线性度δ/Vom<1%,正弦波失真度;(6)输出方式:a)做电压源输出时输出电压幅度连续可调,最大输出电压不小于20V负载RL =100Ω~1KΩ时,输出电压相对变化率ΔVO/VO<1%b)做电流源输出时输出电流幅度连续可调,最大输出电流不小于200mA负载RL =0Ω~90Ω时,输出电流相对变化率ΔIO/IO<1%c)做功率源输出时最大输出功率大于1W(RL =50Ω,VO>7V有效值)具有输出过载保护功能三、方案设计根据实验任务的要求,对信号产生部分,一般可采用多种实现方案:如模拟电路实现方案、数字电路实现方案、模数结合的实现方案等。
数字电路的实现方案一般可事先在存储器里存储好函数信号波形,再用D/A转换器进行逐点恢复。
这种方案的波形精度主要取决于函数信号波形的存储点数、D/A转换器的转换速度、以及整个电路的时序处理等。
其信号频率的高低,是通过改变D/A转换器输入数字量的速率来实现的。
数字电路的实现方案在信号频率较低时,具有较好的波形质量。
随着信号频率的提高,需要提高数字量输入的速率,或减少波形点数。
波形点数的减少,将直接影响函数信号波形的质量,而数字量输入速率的提高也是有限的。
因此,该方案比较适合低频信号,而较难产生高频(如>1MHz)信号。
模数结合的实现方案一般是用模拟电路产生函数信号波形,而用数字方式改变信号的频率和幅度。
如采用D/A转换器与压控电路改变信号的频率,用数控放大器或数控衰减器改变信号的幅度等,是一种常见的电路方式。
模拟电路的实现方案是指全部采用模拟电路的方式,以实现信号产生电路的所有功能。
由于教学安排及课程进度的限制,本实验的信号产生电路,推荐采用全模拟电路的实现方案。
模拟电路的实现方案有几种:①用正弦波发生器产生正弦波信号,然后用过零比较器产生方波,再经过积分电路产生三角波。
但要通过积分器电路产生同步的三角波信号,存在较大的难度。
原因是积分电路的积分时间常数通常是不变的,而随着方波信号频率的改变,积分电路输出的三角波幅度将同时改变。
若要保持三角波输出幅度不变,则必须同时改变积分时间常数的大小,要实现这种同时改变电路参数的要求,实际上是非常困难的。
②由三角波、方波发生器产生三角波和方波信号,然后通过函数转换电路,将三角波信号转换成正弦波信号,该电路方式也是本实验信号产生部分的推荐方案。
这种电路在一定的频率范围内,具有良好的三角波和方波信号。
而正弦波信号的波形质量,与函数转换电路的形式有关,这将在后面的单元电路分析中详细介绍。
四、单元电路分析1、三角波,方波发生器线性度变差,故采用另一种比较器+积分器的方式由于比较器+RC电路的输出会导致VC积分器同相滞回比较器由积分器A1与滞回比较器A2等组成的三角波、方波发生器电路如图所示。
在一般使用情况下,V +1和V-2都接地。
只有在方波的占空比不为50%,或三角波的正负幅度不对称时,可通过改变V+1和V-2的大小和方向加以调整。
合上电源瞬间,假定比较器输出为低电平,v O2=V OL=-V Z。
积分器作正方向积分,v O1线性上升,vp 随着上升,当vp>0时,即vo1≥R2/R3*,比较器翻转为高电平,vO2=VOH=+VZ。
积分器又开始作负方向积分,vO1线性下降,vp随着下降,当vp<0时,即vo1≥R2/R3*,比较器翻转为低电平,vO2=VOH=-VZ。
取C三种值:0.1uF 对应10-100Hz; 0.01uF 对应100-1kHz; 0.001uF 对应1k-10kHz 。
调节R23的比值可调节幅度,再调节R,可调节频率大小。
2、正弦波转换电路常用方法有使用傅里叶展开的滤波法,使用幂级数展开的运算法,和转变传输比例的折线法。
但前二者由于其固有的缺陷:使用频率小,难以用电子电路实现的原因,在本实验中舍弃,而采取最普遍的折线法。
折线法是一种使用最为普遍、实现也较简单的正弦函数转换方法。
折线法的转换原理是,根据输入三角波的电压幅度,不断改变函数转换电路的传输比率,也就是用多段折线组成的电压传输特性,实现三角函数到正弦函数的逼近,输出近似的正弦电压波形。
由于电子器件(如半导体二极管等)特性的理想性,使各段折线的交界处产生了钝化效果。
因此,用折线法实现的正弦函数转换电路,实际效果往往要优于理论分析结果。
用折线法实现正弦函数的转换,可采用无源和有源转换电路形式。
无源正弦函数转换电路,是指仅使用二极管和电阻等组成的转换电路。
根据输入三角波电压的幅度,不断增加(或减少)二极管通路以改变转换网络的衰减比,输出近似的正弦电压波形。
有源正弦函数转换电路除二极管、电阻网络外,还包括放大环节。
也是根据输入三角波电压的幅度,不断增加(或减少)网络通路以改变转换电路的放大倍数,输出近似的正弦电压波形。
有源正弦函数若设正弦波在过零点处的斜率与三角波斜率相同,即则有,由此,可推断出各断点上应校正到的电平值:方案一,使用二极管控制形成比例放大器,使得运放在不同时间段有不同的比例系数方案二,用二极管网络,实现逐段校正,运放A组成跟随器,作为函数转换器与输出负载之间的隔离(或称为缓冲级)。
当输入三角波在T/2 内设置六个断点以进行七段校正后,可得到正弦波的非线性失真度大致在1.8 % 以内,若将断点数增加到12 个时,正弦波的非线性失真度可在0.8 %以内。
3 输出级电路根据不同负载的要求,输出级电路可能有三种不同的方式。
(1)电压源输出方式电压源输出方式下,负载电阻R通常较大,即负载对输出电流往往不提出什么要求,仅要求L有一定的输出电压。
同时,当负载变动时,还要求输出电压的变化要小,即要求输出级电路的输足够小。
为此,必须引入电压负反馈出电阻RO图(a)电路的最大输出电压受到运放供电电压值的限制,如运放的VCC 和VEE 分别为±15V 时,则VOPP =±(12 ~ 14)V。
若要求有更大的输出电压幅度,必须采用电压扩展电路,如图12(b)所示。
(2) 电流源输出方式在电流源输出方式下,负载希望得到一定的信号电流,而往往并不提出对输出信号电压的要求。
同时,当负载变动时,还要求输出电流基本恒定,即要求有足够大的输出电阻Ro。
为此,需引入电流负反馈。
图(a)电路的最大输出电压受到运放供电电压值的限制,如运放的VCC 和VEE 分别为±15V 时,则VOPP =±(12 ~ 14)V。
若要求有更大的输出电压幅度,必须采用电压扩展电路,如图(b)所示。
图(a)为一次扩流电路, T1 和T2 组成互补对称输出。
运放的输出电流IA中的大部分将作为T1 、T2 的基极电流,所以IO = βIA 。
图(b)为二次扩流电路,用于要求负载电流IO 较大的场合。
复合管T1、T2和T3、T4 组成准互补对称输出电路。
(3)功率输出方式在功率输出方式下,负载要求得到一定的信号功率。
由于晶体管放大电路电源电压较低,为得到一定的信号功率,通常需配接阻值较小的负载。
电路通常接成电压负反馈形式。
如用运放作为前置放大级,还必须进行扩流。
当RL较大时,为满足所要求的输出功率,有时还必须进行输出电压扩展。
静态时,运放输出为零,– 20V电源通过下列回路:运放输出端→R1 →DZ →b1 →e1 →–20V 向T1 提供一定的偏置电流 R6 ,C3 和R7 ,C4 组成去耦滤波电路。
需要注意的是几个晶体管的耐压限流以及最大功率值。
其中调节W可改变晶体管的静态工作电流,从而克服交越失真。
4) 输出级的限流保护由于功率放大器的输出电阻很小,因而容易因过载而烧坏功率管。
因此需要进行限流保护。
图(a)是一种简单的二极管限流保护电路,当发生过流(I o过大)时,R3 、R4 上的压降增大到足以使D3 、D4 导通,从而使流向T1 、T2 基极的电流信号I1 、I2 分流,以限制I o 的增大。
图(b)是另一种限流保护电路,T3 、T4 是限流管。
当I o 过大,R5 、R6 上的压降超过0.6V时,T3 、T4 导通防止了T1 、T2 基极信号电流的进一步增大。
I o 的最大值为 0.6/R5,R3 、R4 用来保护限流管T3 、T4 。
五、仿真分析以1KHz为例即C=1nF三角波方波发生电路方波下降沿时间4.3μs三角波峰值改变RP2改变RP1调节占空比调节偏移量正弦波转换器三角波转换正弦波,三角波放大后输出峰峰值10V静态工作点改变静态工作点(调节RP45)发生失真功率放大电路功率放大波形,输入为之前的正弦波,变阻器衰减后最大不失真输出电压总电路图,模块形式衰减前的输入信号与输出信号由仿真结果来看,基本满足设计要求,准备按仿真电路设计实际电路。
低频函数信号发生器设计实验报告六、仿真心得在仿真的过程中出现了一下几个问题,但后来都分别排查掉了,希望实际连接时不再犯。
1、运放未接电源导致没有波形2、变阻器接入阻止过小或过大导致没有信号或失真(尤其需要注意)3、Lm324故障无法解决导致用了LM353代替。