函数信号发生器实验报告

1、本文格式为word版，下载可任意编辑函数信号发生器实验报告 函数发生器设计(1) 一、设计任务与指标要求 1、可调频率范围为 1hz00h。 2、可输出三角波、方波、正弦波。 3、三角波、方波、正弦波信号输出得峰-峰值5v 可调. 、三角波、方波、正弦波信号输出得直流电平-3v3可调。 、输出阻抗约 600。 二、电路构成及元件参数得选择 、振荡器 由于指标要求得振荡频率不高,对波形非线性无特别要求。采纳图 1 所示得电路。同时产生三角波与方波。 图 1 振荡电路 依据输出口得信号幅度要求，可得最大得信号幅度输出为： v 53、v 采纳对称双电源工作(v c ）,电源电压选择为： v cc m

2、 +2v=7、v 取 c =9 选取 3、3v 得稳压二极管，工作电流取 5a,则： =v dz +v d 3、3+0、7=v 为方波输出得峰值电压。 取 6 0 . 取 取 8 、k 。 r 1 =r 2 、5=5、7(k） 取 5、1k. 三角波输出得电压峰值为： osm = z r 1 / 2 45、1/8、=2、48(v） 1ar4r2r1r3dzdzrw2ar5r7cvozvosr6vi+ r 4 r 1 r 2 =、14 k 取 3k。 取 10k。 r 6 rw/9=10/9=1、1(k） 取 1k. 积分时间常数： 取 c=0、1uf，则： =4、019/0、1=40、19k

3、取 39k. 取 r =r 5 39k. 转换速率 z 1 maxosm max24v r f 4 4 5.1 100sr 4v f =0.995 msr 8.2´ ´ ´³ = = （v/ ） 一般得集成运算放大电路都能满意要求。兼顾波形转换电路集成电路得使用。集成电路选用四运放 lm24。lm324 内含四个相同得运算放大器,其中两个用于振荡器,两个用于波形变换。 三、 振荡电路工作原理 利用集成运算放大电路也可实现产生方波与三角波得信号发生器，电路主要由比较器与积分器构成.电路中,有源积分器由运算放大器 2a 及其外围电路积分电容 c 与电阻 r

4、5 、r 7 组成。有源积分器得输出通过 r 1 接至比较器a 得正输入端，积分器得输入电压由电位器分压取出，设 r w 与 形成得分压系数为 a w ,则积分器得输入电压为 v =a z。分压系数 a 为： 即积分器得输入电压 得峰值电压通过调整电位器 r w ,可从到 v 可调. 设某时刻比较器输出 v oz =v z ，积分器得输入电压为 +a w vz。 通过积分器积分使得 v os 下降，比较器得正端输入电压 i+ 跟随下降。当 v i+ 电压下降超过v 时，比较器将翻转 v oz = z ，v i+ 突然变为负电压,此时为 v os 得负峰电压- om 。v om 得值为： 比较器

5、输出电压 v z -v z 又通过积分器使得 v o 上升，当 v i 电压上升超过 0时，比较器又将翻转为 v oz v z ,重复下一次得振荡。此时 v os 为正峰电压+v os 。振荡器输出 v oz 为方波,峰值为稳压二极管所限定得电压 v z ，v os 为三角波得输出电压，v om 为三角波得峰值.振荡器得波形如图 2。 图 2 c 有源积分器振荡电路得信号波形 在 v z =- z 期间(为振荡半周期 t/2），积分器得积分时间常数约为，输出电压 : 可见,v s 对时间为线性。当 v o 由v z 变为 v z 时,v os = os ,则振荡频率为： 代入,并整理得频率为：

6、 可见转变 a ww 可转变频率,rw 为频率调整电位器.转变电容也可调整频率，通过开关,以 10倍地切换容量可获得 10 倍得频率档位扩展。 四、范围设计补充 电位器主要就是完成频率调整功能,它就是通过调整积分器得输入电压幅度来调整频率得。它与 r 6 一起打算分压 w ，依据设计要求得频率调整范围确定.设频率调整范围: f ma/f i 10， 则要求 a w 变化范围就是 0、11。 电位器滑动端到上端时， a w =1,在最下端时 a =0、1，要求： 即 6 =rw/ 实际上，为掩盖所要求得频率范围，比值要稍小于、1 才能得到比较好得结果。同时也考虑对稳压二极管得负载效应,电阻取值不

7、能过小,取电位器 r阻值： 五、积分电路元件 r r 5 5 、c c 设计补充 r 5 与得值应依据振荡频率 f 来确定，当 r 与 r 2 得 vv 值确定后，由频率计算公式 确定.当频率取最大值 f max 时，a w 1,有： 5 得值确定之后，r 5 得大小可由以下几个方面考虑： 5 取值大,有利于提高积分器得输入电阻，但会就是电容 c 减小，加剧积分漂移。r 5 取得过小，则电容 c 将增大，而大容量电容又有漏电与体积大方面得问题，所以,r 5 与 c 得选择原则应当就是：在满意积分器输入v-v-vv0tosmosmzzv o zv o sv o zv o s 电阻得状况下，尽量选

8、取较小得电阻 r 与较大得电容 c。一般取 r 5 （510）rw，但积分电容一般都不超过uf 为宜。按十得倍率转变，理论上频率将有相应得十倍率变化。积分器得平衡电阻 7 r 。 六、附总电路图 调试步骤： 1.依据原理 图 在 面 包板插好电路 2.加上电源, 在 r16 r7 rb5 接 上 示 波器探头，瞧 瞧 就 是 否有三角波正 弦 波 方 波消失。 3.假如没有 方 波 就 检查 rw1 之 前得电路，瞧瞧就是否 有 短 路 开路以及元件 就 是 否 接错，原件就 是 否 有 烧坏 4.假如有方 波 没 有 三角波就检查 1 到r16 得电路, 瞧 瞧 就 是否有短路开 路 以 及

9、 元件就是否接 错，原件就是 否 有 烧 坏，以及集成芯片就是 否 有 工 作电压 5.假如有三 角 波 方 波没 有 正 弦 波，就调整rw3 与 rw4，还有检查电路就 是 否 出 问题 6.这三个波 形 都 出 来之 后 , 调 节 各 个 电 位器 , 使 各 点 得 输 出 得幅 度 一 样 , 再 加 入 后面得统调电 路. 7.统调电路 接好之后,先再函数信 号 输 出 几个同幅度得 方 波 三 角波正弦波,加到统调电路上,假如正常工作就直接加上后面得电路,假如不正常就检查电路，瞧瞧哪里有问题，按上面得步骤检查,统调正常工作之后再加入电路。 8.统调之后按要求调出幅度频率记录数值

10、 试验心得： 231411u1alm324567411u1blm3249108411u1clm324141312411u1dlm324r15.1kr28.2kr3680r43kr539kr739kr61kr839kr97.5kr1012kr111mr121mr13100r14100r15100kr161kr171kr2330kr19150kr20210kr213.9kr223.9krw110kd13.3vd23.3v-9vc0.1uf-9vrw250krw31kd31n4148d41n4148j3dj6frw41mrw610k2356814 7ulm741-9v+9vrw550k*r24560