模电课程设计报告书函数发生器的设计仿真与实现论文(编辑修改稿)

模电课程设计报告书函数发生器的设计仿真与实现论文(编辑修改稿)内容摘要：

三 由比较器和积分器组成方波 — 三角波产 生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。 差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。 特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。 本电路可以很好的结合已学的知识与实践，且输出波形幅度及频率均可通过改变元件参数进行调整，方便且成本较低。 可行性分析在以上三种方案中： 方案一：用 RC 桥式电路及整形积分电路构成的函数发生器所产生的信号难控制，不易调试，可调范围小； 方案二：电路相对复杂。 方案三：产 生信号相对简单。 所以最后我选择第三种方案。 武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计 5 3 系统方案及单元电路 函数发生器方案概述 图 2为函数发生器的总体框图，由比较器和积分器组成方波 — 三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。 差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。 特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。 波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。 图 2 函数发生器总体框图 武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计 6 单元电路设计 三角波产生电路 图 3 方波 三角波产生电路 方波 — 三角波产生原理 图 3为方波和三角波产生电路。 若 a点断开，运算放大器 A1与 R R R6组成电压比较器，运放的反向端接基准电压，即 V=0，同向输入端接输入电压 Via；比较器的输出 Vo1 的高电平等于正电源电压 +Vcc，低电平等于负电源电压 Vee；（ |+Vcc|=|Vee|）；当比较器的 V+=V=0 时，比较器翻转，输出 Vo1 从高电平 +Vcc 跳转到低电平 Vee，或从低电平跳到高电平。 设 vo1=+Vcc, 2o632 63632 2 RR RRR VRRV C CRRV    式中 R3 指电位器的调整值，（下同），将上式整理，可知比较器下门限电位 V CCRRV 65 2R  当 vo1=Vcc,则比较翻转器上门限电位 武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计 7 V C CRRV 65 2R  运放 A2与 R C及 R5组成反相积分器，其输入信号为方波 Uo1 时，则输出积分器的电压为 dtV1V o154o2  CRR ）（ 当 Vo1=+Vcc 时 tV54o2 CRR V C C）（  当 Vo1=VEE 时 tV 54o2 CRR V C C）（  可见积分器输入方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，其波形如图 2所示。 a 点闭 合，即比较器与积分器首尾相连 ,形成闭环电路 ,则自动产生方波→三角波。 三角波的幅度为 V C CRR R632o2V  方波→三角波的频率为 CRRR RR ）（ 542634f  由上分析可知： ①电位器 R4在调整方波→三角波的输出频率时，不会影响输出波形的幅度。 ②方波的输出幅度应等于电源电压。 三角波的输出幅度应不超过电源电压。 电位器 R2 可实现幅度微调，但会影响波形的频率。 通过调节 R5 可以调节方波占空比 武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计 8 图 4 迟滞比较器的传输特性图 图 5 方波 三角波波形图 三角波 正弦波产生电路 图 6 三角波 — 正弦波产生电路 武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计 9 三角波 — 正弦波产生原理 正弦波的变换主要由差分放大器来完成。 差分放大器具有工作点 稳定，输入阻抗高、抗干扰能力强等优点。 特别是做直流放大器时，可以有效的抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。 波形变换的原理是利用差分放大器传输特性的非线性。 其非线性及变换原理如图 6。 图 7 三角波 正弦波波形 差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。 特别是作为直流放大器，可以有效的抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。 波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。 分析表明，传输特性曲线的表达式为： 022 /1id TCE UUaII a Ie . 011 /1id TCE UUaII a Ie   武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计 10 式中 /1CEa I I 0I —— 差分放大器的恒定电流； TU —— 温度的电压当量，当室温为 25oc 时 ， UT≈ 26mV。 如果 Uid 为三角波，设表达式为。