北京邮电大学
课题名称：函数信号发生器的设计
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抓瓜
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课题名称：函数信号发生器的设计
永磁悬浮
摘要：采用运算放大器组成的积分电路产生比较理想的方波-三角波，根据所需振荡频率和对方波前后沿陡度、方波和三角波幅度的要求，选择运放、稳压管、限流电阻和电容。三角波-正弦波转换电路利用差分放大器传输特性曲线的非线性实现，选取合适的滑动变阻器来调节三角波的幅度和电路的对称性，同时利用隔直电容、滤波电容来改善输出正弦波的波形。 关键词：方波 三角波 正弦波
一、设计任务要求
1．基本要求：
设计制作一个函数信号发生器电路，该电路能够输出频率可调的正弦波、三角波和方波信号。
(1) 输出频率能在1-10KHz范围内连续可调，无明显失真。
(2) 方波输出电压Uopp=12V（误差小于20%），上升、下降沿小于10us。
(3) 三角波Uopp=8V（误差小于20%）。
(4) 正弦波Uopp1V，无明显失真。
2. 提高要求：
墙角护角(1) 输出方波占空比可调范围30%-70%。
(2) 三种输出波形的峰峰值Uopp均可在1V-10V内连续可调。
二、设计思路和总体结构框图
总体结构框图：
设计思路：
由运放构成的比较器和反相积分器组成方波-三角波发生电路，三角波输入差分放大电路，利用其传输特性曲线的非线性实现三角波-正弦波的转换，从而电路可在三个输出端分别输出方波、三角波和正弦波，达到信号发生器实验的基本要求。将输出端与地之间接入大阻值电位器，电位器的抽头处作为新的输出端，实现输出信号幅度的连续调节。利用二极管的单向导通性，将方波-三角波中间的电阻改为两个反向二极管一端相连，另一端接入电位器，抽头处输出的结构，实现占空比连续可调，达到信号发生器实验的提高要求。旧衣服加工设备
三、分块电路和总体电路的设计过程
1.方波-三角波产生电路
电路图：
设计过程：
镍磷合金镀①根据所需振荡频率的高低和对方波前后沿陡度的要求，选择电压转换速率SR合适的运算放大器。
方波要求上升、下降沿小于10us，峰峰值为12V。LM741转换速率为0.7V/us，上升下降沿为17us，大于要求值。而LM318转换速率为70V/us，上升下降沿为0.17us，满足要求。故产生方波的比较器用LM318，产生三角波的反相发生器用LM741。
②根据所需输出方波幅度的要求，选择稳压值合适的稳压管VDW1、VDW2的型号和限流电阻R0的大小。
输出方波幅度要求为12V，所以选用稳压值为6V的稳压管。R0作用为限流，选择阻值2K。
③根据输出三角波的幅度要求，确定R1与Rf的大小。
方波经积分得到三角波，幅度为U02m=(UZ+UD)，要求中三角波峰峰值为8V，UZ+UD=6V，所以R1和Rf的比值为2：3，故选取R1为20K，Rf为30K。R3为平衡电阻，阻值为R1和Rf并联的值，故R3取12K。
④根据所要求的振荡频率确定R2和C的大小。
方波和三角波的振荡频率相同，为f==，式中R2为本试验中的R5，C为本实验中的C1。此处选择C1为6800pF，R5为4.7k。R4为平衡电阻，应与R5一致故为4.7k。
2.三角波-正弦波电路
电路图：
设计过程：
静态工作点：
Ir=Ic4+Ib3+Ib4=Ic4+2Ib4= Ic4+2 Ic4/β≈Ic4= Ic3 Ic4= Ic3=(Ucc+Uee-Ube)/( R15+ R14)
设定静态工作点的要先确定Ic3，本实验中，取Ic3为1mA，故取 R15=20K，R14 =2K。两管输入对称，故R13 =R14 =2K。R8用来调整电路的对称性，不能取太大，选取总阻值为100Ω的电位器。并联电阻R12用来减小差分放大器传输特性曲线的线性区。电容C2 C3 C4为隔直电容，为达到良好的隔直流、通交流的目的，其容值应该取的相对较大，实验中取值33uF。C5为滤波电容，滤除谐波分量，改善正弦波形，取值20nF。腰挂包R6调节三角波的幅度，可调范围应该比较大，故取R6=100kΩ。R9与R16为平衡电阻，取值为R9= R16=3.3KΩ。流进T1，T2集电极电流为0.5mA，为满足其正弦波的幅度大于1V，取R10= R11=5.6kΩ，使得电流流经它们的电压降不至于很大。
