波形发生器的整体电路设计

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1、辽宁工业大学课程设计说明书（论文）目录第一章绪论-1-1绪论………………………………...-1-第二章设计方案-1-2.1方案………………………………-1-2.2方框图…………………………….-2-2.3工作过程………………………….-2-第三章波形发生器的基本原理-2-3.1波形发生器的组成………………-2-3.2正弦波发生器……………………-2-3.3方波发生器………………………-4-3.4三角波发生器……………………-6-3.5直流稳压电源……………………-8-第四章波形发生器的整体电路设计-10

2、-4.1整体电路………………………..-10-4.2原理……………………………..-11-参考文献-11-附录：器件清单-11--11-辽宁工业大学课程设计说明书（论文）第一章绪论1绪论函数信号发生器是一种能够产生多种波形，通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。信号发生器采用模拟电子技术，由分立元件构成振荡电路和整形电路，产生各种波形，这种信号发生器的特性是受测量对象的要求所制约的。一般的传统发生器都是采用的谐振法，即用具有频率选择性的回路来产生

3、正弦振荡，获得所需频率。但也可以根据频率合成技术来获得所需频率。利用频率合成技术制成的信号发生器，被称为合成信号发生器。随着微处理器性能的提高，出现了由微处理器、D/A以及相关硬件、软件构成的波形发生器。它扩展了波形发生器的功能，产生的波形也比以往复杂。实质上它采用了软件控制，利用微处理器控制D/A,就可以得到各种简单波形。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。在测试与测量技术过程中，常用到已知函数波形的数字化生成，它在许多与测量有关的领域有着不可替代的作用。例如，数字化仿真，常被用于

4、算法研究、模型研究、系统辨识或以蒙特卡罗法搜索模型与算法。任意波形发生器出现以后，给人们提供的不仅是一个通用的基础技术平台，而是在人们面前打开了通往无限宽广空间的一扇门，使得人们对于信号波形的掌握与应用再也不必局限于简单的正弦波、方波等几种有限的波形了，它可以按照人们提供的测量序列产生出几乎任意形状的连续波形信号。第二章设计方案2.1方案用RC串—并联正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）产生正弦振荡，然后通过比较器得到方波，方波积分可的三角波。2.2方框图-11-辽宁工业大学课程设计说明书（论文）文氏电桥振荡

5、器频率选择控制方波形成电路直流电源三角波形成电路三角波方波正弦波2.3工作过程RC串—并联正弦波振荡器产生正弦波输出，采用RC串并联网络作为选频网络和反馈网络，改变RC的数值，可得到不同频率的正弦波信号输出。用集成运放构成电压比较器，将正弦波信号变换成方波信号输出。运用运放构成积分电路，将方波信号变换成三角波或锯齿波信号输出。第三章波形发生器的基本原理3.1波形发生器的组成波形发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。电路形式可以采用运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数

6、发生器。根据用处不同，有产生三种或多种波形的波形发生器，本课题介绍方波、三角波、正弦波波形发生器的制作方法。波形发生器是有基础的非正弦信号发生电路和正弦波形发生电路组合而成。3.2正弦波发生器又称RC串并联正弦波振荡器或称文氏电桥振荡器，如图所示，其中A放大器由相同运放组成，因此-11-辽宁工业大学课程设计说明书（论文）F网络由RC串并联网络组成，由于运放的输入阻抗Ri很大，输出阻抗Ro很小，其中对F网络影响可以忽略不计，从图中可得以上分式分母的虚部必须为零，即=0振荡频率w=1/RC上式的实部为1，即

7、起振条件Av=3对于同向运放，Av=1+R2/R1必须满足R2=3R1由于要求正弦波频率w=0.02Hz~~1KHz。因为w=1/RC，所以RC=0.001~~50，电阻箱R可调的最大阻值为至少50KΩ，可调的最小阻值应小于1Ω。电容C应为1000μF。因为必须满足R2=3R1，所以R2为3KΩ-11-辽宁工业大学课程设计说明书（论文），R1为1KΩ。RC串并联振荡器的起振条件为Av>=3，即要求放大器的电压增益大于等于3，略大于3的原因是由于电路中的各种损耗，使幅度下降给予补偿。但Av比3大的过多会导

8、致输出正弦波形变差。3.3方波发生器如图所示，用运算放大器协会比较和R、C积分电路组成的，输出电压经R、C反馈到运放的反向输出端，因此积分电路期延迟和负反馈作用。方波发生器电路原理图参看所示电路图，设在接通电源时刻，电容连端电压Uc=0，输出电压Uc=Uz，则加到运放同相输出端的电压为Up=Uz=FUz式中，F=。此时Uo=Uz通过R1想C充电，使运放反相输入电压Un=Uc，由零逐渐上升。在Un