简易信号发生器基于运放

1、目录第一章设计内容及要求111、设计要求112、问题分析113、方案假设11.4、方案分析1第二章函数发生器的总方案及原理图-22. 1原理框图222函数发生器总方案2第三章简易信号发生器的基本原理-23.1桥式止弦波振荡器23.2 迟滞比较器33.3 积分电路3第四章电路仿真44. 1正弦波波形44. 2方波波形44.3 三角波波形5第五章课程设计总结6第一章设计内容及要求1.1、设计要求1 .有三种输出波形2. 能产生20hz-10hz连续可调的正弦波和三角波，峰峰值在-5-+5之间。3. 产生20hz-10hz连续可调的方波，输出峰峰值在0-10之间。12、问题分析对于要求1,我们可以想

2、到用单片机，555,比较器，或其他芯片来产生方 波，之后用积分器和震荡电路来产生三角波和正弦波。对于要求2,我们可以通过调节单片机的按钮和编程的设置来调节频率，555 定时器可以通过调节电阻的大小和接法来调节频率，比较器通过调整电阻的大小 来调整频率，或者对于其他的芯片来说我们可以用规定的方法来调节。对于要求3,峰峰值的大小我们可以采用分压法和放大法来实现，例如，采 用电阻分压接法，和三极管的基本放大电路。1.3. 方案假设方案1,用滞回比较电路产生方波，积分电路产生三角波，用rc振荡电路产 生正弦波，通过调整滞回电路调整频率。方案2,用555定时器长生连续可调方波，后接不同比例的阻容來分别产

3、生 三角波，和正弦波。方案3,用max038产生波形，通过调整a0和a1来产生不同波形。方案4,用单片机控制ad9850来产生，此过程需编程。1.4. 方案分析对于方案1,用滞回比较电路产生方波，积分电路产生三角波，用rc振荡 电路产生正弦波，通过调整滞回电路调整频率。这样的电路设计简单，成本低廉, 但是对于不太稳定，出来的结果差强人意。对于方案2,用555定时器长生连续可调方波，后接不同比例的阻容来分别 产生三角波，和正弦波。此电路虽然简单，555定时器产生的频率已经是很稳定 了，但是对于可变的频率來说555的电阻的选取又是一个麻烦事。对于方案3,用max038产生波形，通过调整a0和a1來

4、产生不同波形。一 个芯片就可以解决所冇的问题，而但标准都在要求z上，电路简单稳定，噪音低, 失真度小。是一个可靠的选择。对于方案4,用单片机控制ad9850来产生，此过程需编程。单片机的价格 就是一个麻烦的事，况且还需要编程，其工作量是很大的。第二章函数发生器的总方案及原理图2.1原理框图图1原理框图2. 2函数发生器总方案函数发生器一般是指能口动产生止弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等 电压波形的电路或仪器。根据用途不同，冇产生三种或多种波形的函数发生器， 使用的器件可以是分立器件，也可以采用集成电路。产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整 形电路将正弦波变换成

5、方波，再曲积分电路将方波变成三角波；也可以首先产生 三角波一方波，再将三角波变成止弦波或将方波变成止弦波等等。木课题采用先 产生正弦波波一方波，再将方波变换成三角波的电路设计方法。由rc桥式正弦 波振荡器产生正弦波，经过迟滞比较器产生方波，再由积分电路产生三角波。第三章 简易信号发生器的基本原理3.1桥式正弦波振荡器图2 rc桥式正弦波振荡电路图为rc桥式正弦波振荡器。其中rc串、并联电路构成正反馈支路，同时 兼作选频网络，rl、r2、rw及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位 器rw,可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反 向并联二极管di、d2止向电阻的非线性

6、特性来实现稳幅。di、d 2采用硅管 （温度稳定性好）且要求特性匹配，才能保证输出波形正、负半周对称。r4的 接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。电路的振荡频率fo 二 1/2jtrc 起振的幅值条件 rf/rl 22 ,式中 rf=rw+r2+ （r3 / rd） d 二极管正向导通电阻。调整反馈电阻rf （调rw）,使电路起振，11波形失真 最小。如不能起振，则说明负反馈太强，应适当加大rfo如波形失真严重，则 应适当减小rf o改变选频网络的参数c或r,即可调节振荡频率。一般采用 改变电容c作频率量程切换，而调节r作量程内的频率细调。3.2迟滞比较器1加图3迟滞比较器常用的

7、方波产生屯路有过零比较器、窗口比较器、迟滞比较器。曲于迟滞比 较器具有既可以将干扰信号滤除而又使电路止常工作的优点，所以木次设计选用 该种电压比较器。迟滞比较器的电路如图3所示。其输入信号ui加在运算放大器的反相输入 端，同相输入端接入参考电压，在输出端与同相输入端接入正反馈电阻r6,在输 出回路还接有起限幅作用的双向稳压二极管d3。使输出屯压钳制在-uzuzo3. 3积分电路chfh0.05 lufr8ououio110kr9丄10k皿图4积分电路积分电路主要用丁波形变换、放大电路失调电压的消除及反馈控制屮的积分 补偿等场合。积分电路可以使输入方波转换成三角波或者斜波由图看出，uo与 ui成

8、积分关系，负号表示输出电压uo与输入电压ui反相，当ui为阶跃电压吋, 屯容将以恒流的方式进行充电，输出电压uo与时间t成近似线性关系，当t二丁 时，-uo=uio当t”时，uo增大，直到-uo=+uom,即运放输出电压的最大值uom 受直流电源电压的限制，致使运放进入饱和状态，uo保持不变，而停止积分。第四章电路仿真与波形x3c191k7k9 ik100%厂：r11 -w iokr4 w15k1n4002d2gnd<h12vrio wv iokj o.oipf 7k6y=a0051jjf 100% kyavee-12v-12vil100kq kya0.01 p koy %k312v v

9、( c图5波形转换电路图4. 1正弦波波形将示波器连在rc正弦波振荡器输出端，产生正弦波。图6止弦波仿真图图7方波仿真图4.3三角波波形将示波器接在积分电路输出端，产生三角波。horizontalrs controlh吹dmeasurewav*rformt标打(5 |es:ihctfloiciui2di5-d0use re<ommended abks onlyintensitycharnel sckctivobecoep 08auqsrg displaygmck printagilent官站&益爲.oscilloscope100 mhz2xmssa(t)os. 100u5agilent 波器xsc175v-1 mv1 j () ianalog ammmmmia couca 呵vernerifwedc图8三角波仿真图第五章课程设计总结过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正， 不断领悟，不断获龊最终的检测调试环节，木身就是在践行，请保留此标记而能 改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计屮遇到了很多 问题，最后在老师的