基本理论及实验调试技术,本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波三角波正弦波函数发生器的设计方法。
产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生方波三角波,再将三角波变换成正弦波的电路设计方法,
本课题中函数发生器电路组成框图如下所示: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。
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f2.课程设计的目的和设计的任务
21设计目的1.掌握电子系统的一般设计方法2.掌握模拟IC器件的应用3.培养综合应用所学知识来指导实践的能力4.掌握常用元器件的识别和测试
5.熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方法
22设计任务设计方波三角波正弦波函数信号发生器
23课程设计的要求及技术指标1.设计、组装、调试函数发生器2.输出波形:正弦波、方波、三角波;3.频率范围:在10-10000Hz范围内可调;4.输出电压:方波UP-P≤24V,三角波UP-P=8V,正弦波UP-P1V;
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f3.各组成部分的工作原理
31方波发生电路的工作原理
此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压UoUz则同相输入端电位UpUT。Uo通过R3对电容C正向充电,如图中实线箭头所示。反相输入端电位
随时间t的增长而逐渐增高,当t趋于无穷时,U
趋于Uz;但是,一旦U
Ut再稍增大,Uo从Uz跃变为Uz与此同时Up从Ut跃变为Ut。随后,Uo又通过R3对电容C反向充电,如图中虚线箭头所示。U
随时间逐渐增长而减低,当t趋于无穷大时,U
趋于Uz;但是,一旦U
Ut再减小,Uo就从Uz跃变为Uz,Up从Ut跃变为Ut,电容又开始正相充电。上述过程周而复始,电路产生了自激振荡。
32方波三角波转换电路的工作原理
R1
3U1
2
R4
4
1
R2
5
R3
Rp1
50
C1
3U2Rp2
2
50
4
1R17
5
方波三角波产生电路
UT
R3
R2Rp1
Uo2m
3
T4R2R4Rp2C1R3Rp1
f工作原理如下:
若r