多波形函数发生器 (1)

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1、多波形函数发生器完成人：陈学梅（电子1101）；赵娜（电子1101）摘要：多波形信号发生器是工业生产、产品开发、科学研究等领域必备的工具，它产生的锯齿波和正弦波、矩形波、三角波是常用的基本测试信号。它根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，其电路中使用的器件可以是分离器件，也可以是集成器件，产生方波、正弦波、三角波的方案有多种，如先产生正弦波，根据周期性的非正弦波与正弦波所呈的某种确定的函数关系，再通过整形电路将正弦波转化为方波，经过积分电路后将其变为三角波。也可以先产生三角波-方波，再将三角波或方波转化为正弦波。

2、本设计主要是通过运算放大器，积分器来实现方波转换成三角波，再将三角波转换成正弦波。设计时主要通过Multisim软件来实现仿真。关键字：三角波、方波、正弦波、基线控制、频率幅度调节、功率放大1、总体设计（1）电路组成及功能描述系统组成框图如下：系统的功能是实现方波、三角波、正弦波的输出，并且可通过电路实现对基线的调节，且电路可实现功率放大功能。（2）总体设计方案系统首先通过555定时器电路产生脉冲，通过OP07组成的运放电路对信号进行放大后输出稳定的方波，方波频率幅度可通过滑变调节；前一模块产生的方波经过积分运算电路整为三

3、角波，频率幅度可调；2、电路设计（1）方波发生模块电路设计方波产生模块电路设计如下：本电路采用由555定时器构成的多谐振荡器来产生方波,再经过OP07组成的运放电路对信号进行放大后输出稳定的方波，R16，R15和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到滑动变阻器和C1的连接处，将放电端（7脚）接到R15，R16的连接处,产生的方波信号经输出端(3脚)送入运放,经过反馈放大产生稳定的方波信号.接入电路的滑动变阻器起调频作用.由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，

4、小于（1/3）Vcc，故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R15，R16以及滑动变阻器的一部分对电容C1充电，使电压uc按指数规律上升，当uc上升到（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从（1/3）Vcc上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。（2）555定时器电路的工作原理　　555电路的内部电路方框图如图1所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压

5、由三只5KΩ的电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和。A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。　　是复位端（4脚），当＝0，555输出低电平。平时端开路或接VCC。　　2.555定时器电路的电路组成　　图1是555定时器的电路结构图，它由五个部分

6、组成:　　（1）比较器：电压比较器A1和A2是两个结构完全相同的理想运算放大器。比较器有两个输入端，分别用U+和U-表示相应输入端上所加的电压，用uc表示比较器的比较结果。当U+>U-时,uc=1;而U+

7、关（放电管）:晶体管T构成开关，其状态受端控制。当Q＝1时，晶体管截止;而当Q＝0时，晶体管导通。(a)　　　　　　　　　　　　　　　　　(b)图1555定时器内部框图及引脚排列　　VC是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01μf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路。　　555定时器主要是与电阻、电容构成充

8、放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。　　555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管T的状态。在