通信工程畢業設計-多種波形發生器的設計-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 ......................... 6 三角波發生器 .................................................................................................................... 7 正弦波發生器 ................................................................................................................ 10 第四章 單元電路的設計 ...................................... 12 直流穩壓電源 ................................................................................................................... 12 穩壓電源設計思路 ..................................................................................................... 12 直流穩壓電源原理 .................................................................................................... 12 設計方 法簡介 ............................................................................................................. 13 振蕩電路 .......................................................................................................................... 15 RC 振蕩器的設計 .................................................................................................... 15 功率放大器 ....................................................................................................................... 17 OTL 功率放大器 ....................................................................................................... 17 第五章 調制信號發生器的原理與分析 ........................... 19 ICL8038 芯片簡介 ........................................................................................................... 19 ICL8038 的應用 ............................................................................................................. 19 ICL8038 原理簡介 ............................................................................................................ 19 電路分析 .......................................................................................................................... 20 工作原理 ........................................................................................................................ 23 IV 正弦函數信號的失真度調節 .......................................................................................... 23 ICL8038 的典型應用 ..................................................................................................... 24 致 謝 .................................................... 26 心得體會 .................................................. 27 參考文獻 .................................................. 28 附錄 1: 直流電源原理圖 ..................................... 29 附錄 2： 電路原理圖 ........................................ 30 附錄 3： 元器件清單 ........................................ 31 附錄 4： PCB 原理圖 ......................................... 33 附錄 5: protel99 簡介 . .................................... 34 畢業設計（論文）知識產權聲明 ................................ 35 畢業設計（論文）獨創性聲明 .................................. 36 1 緒論 1 第一章 緒論 概述 波形發生器是在 1975 年開發成功的。因此，高精度，寬調幅，低價格將成為信號發生器的發展趨勢。通常把既能產生正弦波又能產生三角波、方波、鋸齒波等非正弦輸出信號的電路叫做函數信號發生器。 本次設計是以 ICL8038 集成塊為核心器件，制作一種函數信號發生器。聲音和振動分析需要復雜調制的信號源，以便仿真真實的信號，只有借助任意波形發生器，例如醫療儀器測試往往需要心電波形，任意波形發生器很容易產生各種非標準的振動信號。 傳統的波形發生器通常由晶體管、運放 IC等分離元件制成 ；也可以 硬件電路搭接而成，如采用 555振蕩電路發生正弦波、三角波和方波的電路便是可取的路 徑之一，不用依靠單片機。其中，信號發生器是自 動化領域中的一個典型應用。信號源主要給被測電路提供所需要的已知信號（各種波形），然后用其它儀表測量感興趣的參數。任意波形發生器軟件的開發正使任意波形的輸入變得更加方便和容易。而且外形尺寸與價格都比過去的類似產品減少了一半。 : 文 氏 橋振 蕩 器方 波 形成 電 路三 角 波 形成 電 路頻 率 選 擇控 制直 流 電 源正 弦 波鋸 齒 波方 波 ： 文氏橋振蕩器（ RC 串 并聯正弦波振蕩器）產生正弦波輸出，采用 RC 串 并聯網絡作為選頻和反饋網絡，改變 RC的數值，可得到不同頻率的正弦波信號輸出。 ： 西安工業大學北方信息工程學院畢業設計（論文） 5 R C 振 蕩 電 路I C L 8 0 3 8 集 成 函 數信 號 發 生 器功 率 放 大 電 路直 流 電 源各 種 波 形 : 8038 集成函數發生器是一種多用途的波形發生器，可以用來產生正弦波、方波、三角波和鋸齒波，其振蕩頻率可通過外加的直流電壓進行調節，所以是壓控集成信號產生器。根據用途不同，有產生三種或多種波形的函數發生器，本課題介紹方波、三角波、正弦波函數發生器的方法。 ZO Uu ?? 時， ZP FUu ?? ，同時 ZO Uu ?? 通過 fR 向 C 充電，使運放反相輸入端3 單元信號發生器的基本原理 7 電壓 CN uu ? 由零逐漸上升。該電路的工作原理是：方波信號發生器輸出的方波。直到 2tt? 時， 1Pu 略大于零， 1Ou 從 ZU? 突 跳到 ZU 。 ② 圖 中 文氏電橋振蕩 器的起振條件為 3?vA ，即要求放大器的電壓增益大于等于 3，略大于 3 的原因是由于電路中的各種損耗，致使幅度下降而給予補償。 （ 3）濾波電路： 為了減小電壓的脈動 ,可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分通過低通濾波器 加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。 可調式集成穩壓器，常見的 主要有 CW31 CW33 LM31 LM337。 LM317 其特性參數： 輸出電壓可調范圍： ～ 37V 輸出負載電流： 輸入與輸出工作壓差Δ U=UiUo： 3～ 40V 能滿足設計要求 ,故選用 LM317 組成穩壓電路。 設計舉例：設 計一個振蕩頻率 為 800Hz 的 RC（文氏電橋）正弦波 振蕩器。 因此，初選 R=20kΩ，則： uFFC 73 4 ?????? ?? （ 3）確定 R3和 Rf(在圖 1 中 Rf=R4+Rw+rd//R5)的值。而且二極管 D D2 的特性必須一致，以保證輸出波形的正負半周對稱。 功率放大器 電子電路一般都由多級放大器組成。 IC1 的一部分流經電位器 RW2 及二極管 D， 給T T3提供偏壓。 （ 1） 5G8038電源電壓范圍寬，采用單電源供電時， V+GND的電壓范圍 +10+30V；采用雙電源供電時， V+V的電壓可在177。三角波的線性度高達 %。再利用正弦波變換器將三角波變換成正弦波，從第 2 腳輸出。見圖 514， 由于該芯片所產生的正弦波是由三角波經非線性網絡變換而獲得。而電流源 I1則向外接電容 C 充電，使電容兩端電壓 VC隨時間線性上升，當 VC上升到 VC=2VR/3 時，比較器 C1輸出發生跳變，使觸發器輸出端 Q 由低電平變為高電平，控制開關 S 使電流源I2接通。當觸發器的狀態使恒流源 2處于關閉狀態，電容電壓達到比較器 1輸入電壓規定值的 2／ 3 倍時，比較器 1狀態改變，使觸發器工作狀態發生翻轉，將模擬開關 K由 B點接到 A點。 ICL8038 中的非線性網絡是由 4級擊穿點的非線性逼近網絡構成。重復上述過程，周而復始，電路產生了自激振蕩。15 V ，頻率的可調范圍為 ～ 250 kHz，輸出矩形波的占空比可調范圍為 5％～ 90％。 R3 用來調整正弦波的失真。 ④ 當開關 S 接在 4C =10uF 時， fo= : （ 1）用單電源供電時，三角波和正弦波的平均值等于 V+ /2，而方波幅度為 V+。老師他們嚴謹細致 、 一絲不茍的工作作風，嚴謹求實的態度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時三載，卻給以終生受益無窮之道。增強解決問 題的能力。 這次 畢業 設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多專業知 識問題，最后在 老師的辛勤指導下，終于 迎刃 而解。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和 最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。在此，我要向諸位老師深深地 鞠上一躬 并 致以誠摯的謝意和崇高的敬意。還可以采用圖 5所示電路，該電路適合對振蕩器作小范圍調整（ R 是調節電阻），并使正弦波的失真度減小到 %以下， R R7為失真度調節電阻。振蕩頻率為 fo=。 西安工業大學北方信息工程學院畢業設計 （論文） 24 圖 正弦波失真度 調節電路 ICL8038 的 典型應用 IC8038 的典型應用電路見圖 771。 ICL8038 是性能優良的集成函數發生器。 工作原理 當給函數發生器 ICL8038 接通電源時，電容 C的電壓為 0 V，電壓比較器 Ⅰ 和 Ⅱ 的輸出電壓均為低電平；因而 RS觸發器的輸出 Q 為低電平， Q’ 為高電平；使電子開關 S斷開，電流源 IS1 對電容充電，充電電流時間的增長而線性上升。 適當選擇外部的電阻 RA和 RB和 C可以滿足方波函數等信號在頻率、占空比調節的全西安工業大學北方信息工程學院畢業設計 （論文） 23 部范圍。而觸發器輸出的方波經緩沖器輸出到腳 9。 ICL8038 內部原理 ICL8038 是單片集成函數發生器，其內部 原理電路框圖 如圖 52。 圖 圖