轮流工作,使正半周和负半周振幅相等,这两只管子特性应相同。而RC串、并联电路构成选频网络,同时兼做反馈环节,连接于集成运放的输出端和同相输入端之间构成正反馈,以产生正弦自激振荡。鉴于设计要求频率20Hz~20kHz跨度较大,我们采用双层波段开关两组三支容值相差十倍的电容和两支同轴电位器来调节。选用不同的电容作为振荡频率f0的粗调,用同轴电位器实现f0的微调。每一值电容和电位器组合都可以调节一范围的频率,而这三范围有交叉,故实现频率为连续可调。运算放大器为LM324。
KeyAKeyB
J1C2J2C3C530
F30
F300
FR722kOhmR4
22kOhm30
FC130
FC4300
FR6C6R5KeyZ28kOhm50
KeyZ28kOhm
KeyC
J3
50
KeyCJ4J5KeyB
VCC15V
43R151kOhm_52LM324AJ11U1A1
VEE15VD1DIODE_VIRTUALR2R8KeyJ5kOhm4R327kOhm_5D2DIODE_VIRTUAL
91kOhm_5
图3
正弦波电路图
f(二)方波产生电路方波产生电路较简单,主要由比较器LM329的反向输入端接地构成过零比较器,电路图如下。同向输入端接正弦波的输出端。随着正弦波在正负半周振动,方波输出端输出幅值恒定的与正弦波同向的方波。
VCC15V
R1100kOhm_1
354U1A2LM339AM12
15VVEE
图4方波电路图(三)三角波产生电路该电路由运放LM324,可变电容,定值电阻和可变电阻构成,电路图如下。将方波的输出端接该电路的输入端,让积分电路对方波积分,产生三角波。为了缓解方案一所提三角波的缺陷,我们将决定积分常数的电容和电阻设为可变,以便调节。而和可变电容并联的电阻起负反馈限幅作用。(时间常数t1/RC)
Cx
KeyH2uFR3200kOhm_1
50
R110kOhm_5R2KeyE6505R1710kOhm
11U1B74LM324AJ
图5三角波电路图
f(四)调幅电路为了实现对信号输出幅度的要求,我们在最后添加了此电路。它由运放LM324的放大电路,串联分压电路,和一个多路开关等构成,电路图如下。根据实验仿真,发现方波过LM324出现失真,且方波仅过分压电路就能实现要求,故方波由分压电阻处输出,正弦波和三角波经运放LM324输出。
S1
R3200kOhm_1KeySpaceKeyGR410VCC15V
Vo1(方波)
43R1251kOhm_5R215VKeyF15LM324AJ11VEEU1A1
Vo2
正弦、三角波
图6调幅电路图
说明:方波:V01Vi×R3/(R3R4)正弦、三角波:V02Vi×(1R2/R1)
f四、总原理图及元器件清单
信号发生器总原理图
KeyAKeyBJ230
FC1J4J530
FC5300
FR15C7R4KeyZ28kOhm50KeyCJ3C6300
FVCC15VJ1C2C430
F30
FR522kOhmR922kOhmKeyZ28kOhm50Cx
KeyCJ6
KeyH2uFR8200kOhm_1
4
KeyBKeyA
VCC15VR6100kOhm_143Ur