压空函数信号发生器解读Word格式文档下载.docx
- 文档编号:22154455
- 上传时间:2023-02-02
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:201.35KB
压空函数信号发生器解读Word格式文档下载.docx
《压空函数信号发生器解读Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《压空函数信号发生器解读Word格式文档下载.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
图2-1原理方框图
方案一
由RC桥式电路振荡产生正弦波,再经整形积分产生方波和三角波,原理方框见图1
方案二
由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波,三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。
差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。
特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。
本电路可以很好的结合已学的知识与实践,且输出波形幅度及频率均可通过改变元件参数进行调整,方便且成本较低。
三、单元电路分析与设计
1、积分电路
电路可以实现方波—三角波的转换,主要运用电容的充放电原理。
则U3输出波形即为三角波,根据积分电路的计算有:
3271
1
UUdtRC=-⎰(5
同时为保证运算放大器的电阻平衡,电阻之间应满足条件:
87RR=
2.、比较电路.
该比较电路为施密特电路,将三角波3U变换成正弦波5U,由施密特电路原理可知,当3||||refUU≥时,4U将会变换极性。
4U为Up-p=24U的方波,运用二极管的单向导通性,得到仅有正向电压的方波5U。
其中电压之间应满足的关系为:
9
4910
ref
RUURR=+(6
1.原理分析
图2所示的电路能自动产生方波-三角波。
电路工作原理如下:
若a点断开,运算放大器A1与R1、R2、RP1组成电压比较器,
图3-4比较电路
运放的反向端接基准电压,即V-=0,同向输入端接输入电压Via;
比较器的输出Vo1的高电平等于正电源电压+Vcc,低电平等于负电源电压-Vee;
(|+Vcc|=-|Vee|;
当比较器的V+=V-=0时,比较器翻转,输出Vo1从高电平+Vcc跳转到低电平-Vee,或从低电平跳到高电平。
设vo1=+Vcc,则
1(((4321
31
322公式iaCCVRPRRRPRVRPRRRV+++++++=
+
式中RP1指电位器的调整值,(下同,将上式整理,可知比
较器下门限电位
2((1
32
1公式CCthVRPRRV+-=
当vo1=+Vcc,则比较翻转器下门限电位
公式(3(1
2CCthVRPRRV+=
运放A2与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器,其输入信号为方波Uo1时,则输出积分器的电压为
公式(4d(1(1
2
142tV
CRPRVoo⎰+-=
当Vo1=+Vcc时
公式(5(V(2
14CC
2tCRPRVo+-=
当Vo1=-VEE时
公式(6(V(2
14EE
2tCRPRVo+=
可见积分器输入方波时,输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波,其波形如图3所示。
a点闭合,即比较器与积分器首尾相连,形成闭环电路,则自动产生方波→三角波。
三角波的幅度为
公式(7V....................................CC1
2RPRRvmo+=
方波→三角波的频率为
公式(8(4(2
14213CRPRRRPRf++=
2.仿真分析
由上分析可知:
①电位器RP2在调整方波→三角波的输出频率时,不会影响输出波形的幅度。
②方波的输出幅度应等于电源电压。
三角波的输出幅度应不超过电源电压。
电位器RP1可实现幅度上午微调,但会影响波形的频率。
图4电压比较器原理波形图
图5方波-三角波波四、总原理图及元器件清单
1.总原理图
1.元器件清单
五、电路仿真与调试
1.由于比较器A1与积分器A2组成正反馈闭环电路,同时输出方波与三角波,这两个单元电路可以同时安装。
需要注意的是,安装电位器RP1与RP2之前,要先将其调整到设计值,如设计举例题中,应先使RP1=10KΩ,RP2取(
2.5~70Ω内的任一阻值,否则电路可能会不起振.只要电路接线正确,上电后,U01的输出为方波,U02的输出为三角波,微调RP1,使三角波的输出幅度满足设计指标要求,调节RP2,则输出频率在对应波段内连续可变.
2实物照片
电阻滑动变阻器运算放大器
.3、仿真结果与实测数据进行对照一三角波仿真波形
二方波仿真波形
1理论值和实际数据存在一定的误差值
2通过调节控制电压的电阻可以改变三角波的幅值以满足所需范围
3仿真结果所显示的频率基本符合所给的频率范围
六、实验分析与结果函数信号发生器是一种能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
通过对函数波形发生器的原理以及构成分析,可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。
本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法,先通过比较器产生方波,再通过积分器产生三角波,最后通过差分放大器形成正弦波。
波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。
七、结论与心得本次课程设计建立在集成运放的基础上,是对课本中已学的信号发生电路的一个综合,加强了我们对课本上知识的思考及动手实践能力。
在一个星期的资料收集过程中,我先了解了函数发生器的原理,接着开始着手其设计方案,在网上以及参考书上了解到了几种可用于产生波形的电路,经过分析各自的优劣并结合自己现有的知识水平,我选择了上述设计方案。
接着便开始根据课程设计的具体要求对电路进行修改,并通过计算进行参数设置。
这之中的过程都是一些小问题,但这也说明了平时课本上知识应当学扎实,这样才不至于在实际应用的时候找不到头绪,真正达到理论与实际结合的效果。
而我们在以后的学习中就要培养这样的习惯,使自己做到做事有条不紊,提高学习效率。
这次的模拟电子技术课程设计,虽然在这个过程中我遇到了不少的困难,但最后都通过请教老师或与同学讨论而解决了,这也使我更深刻的体会到了团队合作的重要性,另外我也感受到了自己动手的乐趣,平时单学习理论知识可能会感到很枯燥,但要是把理论与实践结合起来的话,就会使自己更有求知的渴望。
当我们拿到课题就开始设计方案,在考虑了众多的方案后最终总算定下来了,选了一个我认为我自己能弄出来的自己有办法能解决的,能够通过自己的努力做出来的,通过自己的努力最终能够有所收获,能够达到其设计的目的。
在遇到问题后能够努力解决问题,也学会了一些新的东西,以前没有尝试过的,我想目前我们做电子课程设计,最重要是在自己已接触的知识的基础上扩展,巩固所学,从而创新!
通过这次课设之后,要很认真的把所学过的知识温习一遍,温故知新!
八参考文献[1]谢自美.电子线路设计实验测试(第二版[M].武昌:
华中科技大学出版社,2000[2]华成英童诗白编《模拟电子技术基础》2006年5月高等教育出版社
[3]吴慎山.电子线路与实践.北京:
电子工业出版社,2005[4]王远.模拟电子技术(第二版[M].北京:
机械工业出版社,2000[5]姚福安.电子电路设计与实践.济南:
山东科学技术出版社,2001[6]华永平陈松.电子线路课程设计—仿真、设计与制作.南京:
东南大学出版社,2002[7]康华光.电子技术基础.北京:
高等教育出版社,2006
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 函数 信号发生器 解读