信号发生器课件.ppt

1、1,4.函数信号发生器设计,1.设计实验任务与要求： 设计采用运放（包括可用三极管）构成正弦波.三角波.方波函数信号发生器。 给定Vcc=12V;Vee=-12V。 频率范围：150 1500hz 输出电压：方波upp14V;三角波upp8V；正弦波upp15V 波形特性：方波上升时间tr30us;三角波非线性系数r2%:正弦波非线性失真r5%,2,2.1 RC文氏电桥振荡器产生正弦波，方波-三角波产生电路可正弦波振荡器采用波形变换电路, 通过迟滞比较器变换为方波,经积分器获得三角波输出。此电路的输出频率就是就是RC文氏电桥振荡器的振荡频率.,2.函数信号发生器电路设计参考方案,RC 正弦波震

2、荡器,迟滞 比较器,积分器,正弦波uo1,方波uo2,三角波 uo3,2.2用迟滞比较器与反相积分器首尾相串联构成方波-三角波产生电路，然后，采用差分放大器，作为三角波正弦波变换电路利用差分对管的饱和与截止特性进行变换，此电路的输出频率就是就是方波-三角波产生电路的频率.,迟滞 比较器,积分器,正弦波 uoz,方波uof,三角波uo3,差分 放大器,过压,3,3.2 RC文氏电桥振荡器实验要点: .在R1=R2=R,C1=C2=C时,振荡频率f=1/(2RC); .起振幅值条件:Avf1=(Ra+Rf)/Ra3. 即Rb/Ra 2. Rf=RW+(R3Rd)Rd:二极管正向电阻. *电路调整的

3、关键是：负反馈电路中的电位器RW的细心调节， RW过大：输出方波！ RW过小：电路不起振！,3. RC文氏电桥正弦波振荡电路 3.1 RC文氏电桥正弦波振荡器的工作原理: 文氏电桥振荡器由RC串并选频网络和同相放大器组成.其中RC串并选频网络形成正反馈电路并决定RC振荡器的振荡频率fo： 电路的振荡频率: fo =1/(2RC) (当R1=R2;C1=C2时) 当f=fo时: up与uo的相位差=00 fumax=up/uo=1/3. Ra和Rb形成负反馈电路决定起振的幅值条件调节波形与稳幅控制.,4,3.3 RC文氏电桥振荡电路,调节Rw,使uo波形基本不失真时,分别测量输出电压up.uo和

4、振荡频率fo,并记录表-1中.,文氏电桥振荡器：fo=1/2RC； 正反馈电路：RC串并选频网络决定RC振荡器的振荡频率fo。 负反馈电路：Ra和Rb决定起振条件，调节波形与稳幅控制。 Rb并联D1.D2：正向非线性电阻 起振时：电阻大负反馈小； 振荡幅值大时：电阻小负反馈大，整形限幅。,3,2,6,7,4,1,5,U1,UA741,3,2,%,RVB,10k,C1,0.1u,C2,0.1u,-12v,12v,u1OP,9,%,RV1,10k,D1,1N4007,D2,1N4007,调负反馈 起振限幅,改变R 调频率,R1,1k,R3,10k,R2,3k,5,4.1方波/三角波产生电路：由迟滞

5、比较器与积分器首尾相串联构成。 电路输出频率fo =R2/(4R1RpC)；三角波输出电压： Uo2=Vz*R1/R2,6,4.2 方波/三角波变换电路的计算与测试： 计算信号频率与三角波电压幅值，用示波器观察并测量方波-三角波uof、uo3波形。将实验数据记录在表-2中.,5.用差分放大器做三角波/正弦波变换电路,5.1.三角波/正弦波变换原理：用差分对管的饱和与截止特性进行变换：差分放大器电流恒定并要求：传输特性对称线性区尽可能窄；三角波的幅值Vm应使输出接近晶体管的截止电压；,7,5.2 差分放大器电路 主要由Q1Q2等构成。其中Re用于减小差放的线性区，Rp2对称性调节，C3滤波电容。

6、,恒流源由Q3.Q4. Re3. Re4与Rp3构成，为差分放大器提供恒定电流。 Io=Ri= =Vee-0.7/(Rp3+Re4),8,设计实验电路参数注意：采用RC振荡正弦波/方波/三角波输出方案， 首先必须计算的文氏电桥振荡频率外，其次还要计算作方波三角波变换积分电路的参数，使其积分电路的R3C3之积 正弦波振荡电路的R1C1之积！否则，可能影响三角波形的正常输出！,6.1 用运放构成以RC振荡器为基础的函数信号发生器:根据信号频率: fo =1/2C(R1*RP2)0.5，三角波电压：uo=uiwT/(4RC)等，分别计算电路有关参数并测量记录在表-3中。,9,6.1 正弦波/方波/三角波变换电路 采用RC振荡器产生正弦波, 频率:fo =1/2C(R1RP1)0.5 通过比较器变换同频率方波， 再通过积分器变换同频率三角波。,图- 4 RC振荡函数信号发生器,振荡器正弦波,R 调频率,RP2调反馈 起振限幅,频率:150-1500hz,比较器: 正弦波/方波,积分器: 方波/三角波,uo3=uiwT/(4RC3),调占空比,10,7.实验报告要求： 7.1.有较完善的电路设计方案，有各单元电路的工作原理及电路中关键元件作用的论述； 7.