电子测量技术课程设计-锯齿波信号发生器

1、标准电子测量课程设计锯齿波信号发生器设计专业：电子信息科学技术课程：2013电信应对作者：金华江老师：张东13通讯响应陈华刚201308354034锯齿波信号发生器设计规格要求：频率f=500Hz，Vp-p=10V。一、原则结构说明(a)迟滞比较器-aR1R2R3翁奥DZUIo在单限幅比较器中，如果输入电压在阈值电压附近发生轻微变化，那么无论这种微小变化发生在输入信号上还是外部干扰上，r都会导致输出电压的跳跃。因此，单个比较器很敏感，但抗干扰能力较差。滞环比较器具有滞环，即惯性，因此具有抗干扰能力。如图(a)所示，在逆输入中输入的迟滞比较器电路中，正反馈被引入到历史比较器电路中。翁奥UZUZ-

2、UTUTUZ(a)电路(b)电压传输特性UZR1 R2业2=R1您可以在集成运放输出的限制电路中看到uo=UZ。集成运算放大器反向输入侧电位uN=uI，同相输入侧电位UZR1 R2UT2=R1根据“虚拟短”uN=uP，计算的uI是阈值电压UI-UT、uN UT、uo=-UZ时。UI UT，uNuP，因此uo=-UZ，所以uP=-UT。UI-UT，uo=UZ。如图所示，在UZ跳跃中，-UZ和uo从-UZ跳跃更改为UZ的阈值电压不同，如图(b)所示。在我们设计的锯齿波发生器中，滞回现象比较器由运算放大器U1和电阻Rb，R1，R4组成。通过由稳定管D1、D2和限流电阻R3组成的输出限制电路输出方波波

3、形。其中电阻Rb，R1改变了锯齿波的振幅和一定范围的频率。调整迟滞比较器的稳定输出D1，D2值，可以调整方波输出振幅，改变积分时间，从而在一定范围内改变锯齿波的频率。(b)积分电路如图所示，uN=uP=0是“虚拟接地”，因为集成运算电路中集成运算放大器的同相输入端通过R 接地。电路中电容器c的电流等于过流电阻r的电流输出电压和电容器的电压为uo=-uc电容的电压等于电流的积分。求解T1-T2周期的积分值时在公式中，积分开始时的输出电压、积分运算的开始值和积分结束值是T2小时的输出电压。UI为常数时的输出电压如果输入是方波，则输出电压波是三角波。改变占空比就能得到我们想要的锯齿波波形。在我们设计

4、的锯齿波中，积分电路由运算放大器U2、电阻R2、电容C1组成。调整R2，C1，改变频率，达到预期效果。(c)充放电控制电路充放电控制电路是正向二极管和电位差计的组合，通过使充放电时间不同，可以获得双电平非调制波形发生器。我们设计的锯齿波调整电位器Rw，调整充放电时间常数，实现左锯齿波产生器和右锯齿波产生器。迟滞比较器锯齿波方波充放电控制电路积分电路第二，设计方块图三、电路模拟和问题处理(a)模拟设定整个电路包括运算放大器U1和电阻Rb、R1、R4，构成正相输入的迟滞比较器、稳定管D1、D2和限流电阻R3的输出限制电路，输出信号通过充放电控制电路、充电和放电时间常数变化、占空比调整、后输出占空比

5、不同的方波信号、积分电路构成锯齿波信号。类似于锯齿波的三角波是重新输入信号，为滞回比较器提供输入源。锯齿波信号发生器电路图输出电压V(2)矩形波波形输出电压V(3)矩形波波形输出电压V(4)锯齿波波形V(4)是V(3)经过积分器后输出的波形。也就是说，锯齿波是矩形波积分后的结果。他们的占空比是一样的。输出电压V(4)和V(3)波形(b)分析输出波形中出现的问题和错误输出波形V(4)和V(3)1.电压值太高，调整电位器Rb。(需要峰值10V)Rb的set值为0.5时输出的波形Rb的set值为0.6时输出的波形Rb的set值为0.9时输出的波形在这种情况下，电压达到10V，但频率太低。频率太低，降

6、低电阻R2或电容C1。(f=1/2 RC)如果R2电阻降低到20 、频率太低或10 ，则需要500Hz的频率。四、数据设置和处理迟滞比较器的输出电压Uo1=Uz，其输入电压是集成电路的输出电压Uo，根据叠加原理，集成运算放大器U1相输入侧电位UoRb R1 R4Up12=R4Uo1Rb R1 R4Rb R1UzRb R1 R4Rb R1UoRb R1 R42=R4UN=uP1=0阈值电压(其中Rb=25k，set=0.9R1=8kR4=20k)Rb R1UzR42=(1-0.9)25 8Uz202=0.5 uzUTUZ=10VUT=0.510V=5VU0峰值Up-p=5V 5V=10V积分电路

7、输入电压时间延迟比较器的输出电压Uo1和Uo1不是Uz或-uz。在二极管传导设置中，等效电阻被忽略，电位器的滑动端移动到顶部。Uo1=Uz时，D3传导，D4关闭，输出电压表达式为Uz (t1-t0) u0 (t0)- R2CU02=1Uo随时间线性减少。如果Uo1=-uz，则D4传导、D3截止、输出电压表达式如下Uz (T2-t1) u0 (t1)(R2 Rw)CU02=1Uo随时间线性上升。Rw R2导致Uo1和Uo的波动形成锯齿。根据三角波发生电路振荡器的计算方法，得出下降上升时间(其中Rb =47(1-0.9)=4.7k；R1=8kR4=20KR2=10KRw=70KC=0.022uF)R2CR4T1=t1-t0-2=0.230毫秒Rb R1(R2 Rw)CR4T2=T2-t1-2=1.788毫秒Rb R1所以振动周期，频率T=t1 T2=0.230ms毫秒1.788毫秒=2.018毫秒至500hz五、参考文献蔡明生，李福海，许文玉。电子设计。北京：高等教育出版社20042 美国塞吉奥法朗科。电路设计。