低频函数信号发生器__毕业设计说明书(编辑修改稿)

低频函数信号发生器__毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

14 参考文献 15 附 录 三角波 — 方波 — 正弦波函数发生器 16 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 1 页 共 16 页 摘 要 在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都 需 要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其 它仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。 信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。 信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。 本设计是信号发生器的设计，主要由比较器、积分器、差分 放大器构成，它能产生频率范围为 1Hz~10Hz， 10Hz~100Hz 的各种波形，其中方波 Vpp≤24V；三角波Vpp=8V；正弦波 Vpp1V； 波形特性：方波 tr30μs；三角波非线性失真系数  2%；正弦波非线性失真 γ 5%。 关键词 方波 ； 正弦波 ； 三角波 ；函数发生器四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 2 页 共 16 页 第 1 章 方案设计 设计任务 在无线电通信、测量、自动控制等技术领域中广泛应用着各种类型的信号发生器，最常用的有正弦波信号发生器、方波信号发生器、三角波发生器。 随着集成技术的发展， 集成电路在波形发生器电路中已被广泛采用，并且已制造出了能同时产生正弦波、方波、三角波专用集成电路。 训练掌握集成运算放大器工作原理以及集成运算放大器在波形发生器中应用，集成运算放大器组成功能电路的一般设计方法，并进一步掌握电路的基本原理以及实验调试技术等等。 本设计将设计一个能产生多种波形的低频函数信号发生器，其设计内容及要求如下： 1．设计内容： 设计一种方波 、 正弦波 、 三角波的函数发生器。 2． 基本要求： 1） 设计的函数发生器能够产生频率范围在 1Hz~10Hz， 10Hz~100Hz。 2） 输出电压：方波 Vpp≤24V；三角波 Vpp=8V；正弦波 Vpp1V。 3） 波形特性：方波 tr30μs；三角波非线性失真系数  2%；正弦波非线性失真系数  5%。 方案选择 函数发生器能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形。 其电路中使用的器件可以是分立器件（如低频信号函数发生器 S101 全部采用晶体管），也可以是集成电路（如单片集成电路函数发生器 ILC8038）。 本设计主要由集成运算放大器与晶体管差分放大器 组成的方波 — 三角波 — 正弦波函数发生器的设计方法。 产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如先产生正弦波，产生通过整形电路将正弦波转换为方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以先产生三角波 — 方波，再将三角波变成变成正弦波或将方波变成正弦波。 本设计是先产生方波 — 三角波，再将三角波转换成正弦波的电路设计方法。 系统的电路组成框图如图 11 所示。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 3 页 共 16 页 图 11 函数发生器组成框图四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 4 页 共 16 页 第 2 章 电路设计 方波 — 三角波产生电路 图 21 所示电路能自动产生方波 — 三角波信号。 由电压比较器和积分电路构成方波 — 三角波产生 电路。 图 21 方波 三角波产生电路 比较器电路原理 图 21 所示电路能自动产生方波 — 三角波信号。 其中运算放大器 A1 与 R1， R2 及R3， RP1 组成一个 电压 比较器， R1 称为平衡电阻， C1 为翻转加速电容。 迟滞比较器的Ui（被比信号）取自积分器的输出，通过 R1 接运放的同相输入端， R1 称为平衡电阻；迟滞比较器的 UR（参考信号）接地，通过 R2 接运放的反相输入端。 迟滞比较器输出Uo1 的高电平等于正电源电压 +VCC，低电平等于负电源电压 VEE。 当 U+=U=0 时， 比较器翻转， 输出 Uo1 从高电平 +VCC翻转到低电平 VEE； 或 从低电平 VEE跳到高电平+VCC。 若 Uo1=+VCC，根据电路叠加原理可得 ： iPPR uRRR RRV c cRRR RU 122 1332 2   ）（ 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 5 页 共 16 页 因 UR=0， 故 比较器翻转的下门限电位 UTH2 为 ： ）（ V ccRR RU PTH  13 22 ）（ VccRR R P13 2 若 Uo1=VEE， 根据电路原理叠加原理可得 ： ）（ V ccRRR RU P  132 2 iPP uRRR RR 122 3 1  将上式整理，得比较器翻转的上门限电位 UTH1 为 ： ）（ EEPTH VRR RU  13 21 ）（ VccRR R P13 2。