模拟电子技术课程设计说明书-函数发生器设计

模拟电子技术课程设计说明书-函数发生器设计内容摘要：

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 单元电路设计 方波 三角波产生电路 图 2 所示的电路能自动产生方波 三角波。 电路工作原理如下： 若 a 点断开，运算放大器 A1与 R R RP1 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,则 武汉理工大学《模拟电子技术》课程设计说明书 7 图 3 方波 三角波产生电路 )1()( ..... ......... .....432131322 公式iaCC VRPRR RPRVRPRR RV   式中 RP1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 )2(...... ....... .......... .......... .......... ....13 21 公式CCth VRPR RV  当 vo1=+Vcc,则比较翻转器下门限电位 ）公式（ 3.......... .......... .......... .......... .....13 22 CCth VRPR RV  运放 A2与 R RP C2 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 ）公式（ 4d)( 1 ......... .......... .......... ....12142 tVCRPRV oo   当 Vo1=+Vcc 时 ）公式（ 5)( V .......... .......... .......... .......... ....214 CC2 tCRPRV o  当 Vo1=VEE 时 武汉理工大学《模拟电子技术》课程设计说明书 8 ）公式（ 6)( V ...... ......... .......... .......... ....214 EE2 tCRPRV o  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3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 ）公式（ 7V ..... ...... .......... .......... .....CC13 22 RPR Rv mo  方波→三角波的频率为 ）公式（ 8)(4 ...... ......... .......... ....2142 13 CRPRR RPRf  由上分析可知： ①电位器 RP2 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RP1 可实现幅度上午微调，但会影响波形的频率。 图 4 电压比较器原理波形图 图 5 方波 三角波波形 武汉理工大学《模拟电子技术》课程设计说明书 9 三角波 正弦波变换电路 三角波→正弦波的变换主要有差分放大器来完成。 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 4。 图 6 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 aI e . 011 /1id TCE UUaII aI e   式中 /1CEa I I 0I —— 差分放大器的恒定电流； 武汉理工大学《模拟电子技术》课程设计说明书 10 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 444 34midmU TtTUU Tt。