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班级
学号
实验日期
成绩
实验名称函数信号发生器的设计
1实验目的
1)学习并了解函数信号发生器的基本原理和基本特性。2)掌握方波、三角波、正弦波的发生电路。3)掌握方波、三角波、正弦波之间的关系。4)了解函数信号发生器的实际应用。
2总体设计方案或技术路线
结构框图:
由比较器产生一组方波,方波经过一个积分电路后则可以产生一个三角波,三角波是一个周期信号,可以被展开成一个傅里叶级数,可以看出三角波是由不同频率分量的正(余)弦波组成,其中基波的频率与三角波的频率相同,我们可以使用一个低通滤波器滤去高频分量,就可以产生一个和三角波同频率的正弦波。
3实验电路图
f4仪器设备名称、型号
直流稳压电源示波器模拟电子技术试验箱子板芯片电阻、电容若干导线若干
5理论分析或仿真分析结果
f这是矩形波、三角波发生电路。通过滞回比较器环节产生方波信号,方波信号再经过积分器环节就可以得到一个三角波信号。这两个环节共用一个RC环节,既节约了成本,有提高了电路的可靠性,其中积分运算电路的输出还作为矩形波发生电路中同相输入滞回比较器的输入呈现闭环结构,从而将积分环节的输出信号限制在了滞回比较器的阈值之间,避免了由于方波信号质量引起的输出饱和现象的发生。1矩形波信号分析:初始时设uo1Uz,通过R3、R4向电容正向充电,电容两端电压按指数规律上升,就可以实现延时目的,使uo1Uz保持一段时间,当uo拉动U1同相输入端略大于0时,uo1从Uz跳变为Uz,电容开始反向充电,电容电压开始按指数规律下降,实现延时目的,使uo1Uz保持一段时间,如此往复,输出矩形波。
2三角波信号分析:设C1的初始电压为0,即uc0,不妨设uo1Uz于是,输出Uz通过R3、R4向电容
fC1正向充电,同时u0按线性规律下降,拉动运放U1的同相输入端up下降。当运放U1的同相输入端电位低于反相输入端u
0时,uo1从Uz跳变为Uz,电容C1开始反向充,电容电压按指数规律下降,同时u0按线性规律上升,拉动运放U1的同相输入端up上升直到up略大于u
0,uo1从Uz跳变为Uz,如此往复,输出产生三角波。
3正弦波分析经过计算三角波的周期T4R1R4CR2频率f1T将三角波展成傅里叶级数形式:uoωt8π2Uom(si
ωt19si
3ωt125si
5ωt……)显然,只要低通滤波器的通带截止频率大于三角波的基波频率且小于三角波的三次谐波频率,就可滤去高频,得到正弦波信号。低通环节电路图如下:
f4综合
6详细实验步r