函数信号发生器设计与制作报告 - 图文 联系客服

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图2.1.2

同时电路的频率可以通过调节电阻R21、R22、R23来改变电路的频率,从而使得电路的频率可以在一定的范围内进行调节。

2.2 由方波转化为三角波(利用积分器来实现)

在产生方波之后,利用此波形输入到一个积分电路便可输出一个三角波。由于三角波信号是电容的充放电过程形成的指数形式,所以线性度较差,为了能得到线性度较好的三角波,可以将运放和几个电阻,电容构成积分电路。

三角波发生电路仿真电路模型如图5-2所示:

图2.2.1 波形发生器及图形

如上图是一个由方波转换为三角波的电路图及其输出波形

当A很大时,运放两输入端为\虚地\,忽略流入放大器的电流, 令输入电压为Vi输出为Vo,流过电容C的电流为i1则 ,有

即输出电压与输入电压成积分关系。 当

为固定值时

上式表明 输出电压按一定比例随时间作直线上升或下降。当 为矩形波时, 便成为三角波。

此外,由于电容和滑动变阻器的存在,使得输出的三角波在输入矩形波频率一定的时候也能适当调整,同时电容的存在,又滤除了其他波的干扰。提高了系统的抗干扰性。

2.3

由三角波转化正弦波

利用差分放大器传输特曲线的非线性,将三角波信号转化成正弦

波信号。其传输特性曲线越对称,线性区越窄越好,三角波的幅值Upp应正好使晶体管接近饱和区和截止去。

图2.3.1 正弦波的产生

分析表明,传输特性曲线的表达式为:

iC=aI/[1+exp(-Uid/UT)] I ——差分放大器的恒定电流;

UT ——温度的电压当量,当室温为25oc时, ≈26mV。 如果Uid为三角波,设表达式为

Uid(t)=[4*Um*(t-T/4)]/T (0<=t<=T/2)

Uid(t)=[-4*Um*(t-3*T/4)]/T (T/2<=t<=T) 式中 Um——三角波的幅度; T——三角波的周期。 为使输出波形更接近正弦波,

(1)传输特性曲线越对称,线性区越窄越好。

(2)三角波的幅度Um应正好使晶体管接近饱和区或截止区。 (3)图为实现三角波——正弦波变换的电路。其中RP1调节三角波

的幅度,RP2调整电路的对称性,其并联电阻RE2用来减小差分放大器的线性区。电容C6,C7为隔直电容,C7为滤波电容,以滤除谐波分量,改善输出波形。

隔直电容C6、C7要取得较大,因为输出频率很低,取 ,滤波电容视输出的波形而定,若含高次斜波成分较多, 可取得较小, 一般为几十皮法至0.1微法。RE13=100欧与R25=100欧姆相并联,以减小差分放大器的线性区。

2.4在Multisim 10.1中可得到图所示的波形

图2.4.1 方波