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低頻函數信號發生器__畢業設計說明書(編輯修改稿)

2025-08-17 21:54 本頁面

　

【文章內容簡介】。 14 參考文獻 15 附錄三角波 — 方波 — 正弦波函數發生器 16 四川信息職業技術學院畢業設計說明書第 1 頁共 16 頁摘要在研制、生產、測試和維修各種電子元件、部件以及整機設備時，都需要有信號源，由它產生不同頻率不同波形的電壓、電流信號并加到被測器件或設備上，用其它儀器觀察、測量被測儀器的輸出響應，以分析確定它們的性能參數。信號發生器是電子測量領域中最基本、應用最廣泛的一類電子儀器。信號發生器又稱信號源或振蕩器，在生產實踐和科技領域中有著廣泛的信號發生器又稱信號源或振蕩器，在生產實踐和科技領域中有著廣泛的應用。本設計是信號發生器的設計，主要由比較器、積分器、差分放大器構成，它能產生頻率范圍為 1Hz~10Hz， 10Hz~100Hz 的各種波形，其中方波 Vpp≤24V；三角波Vpp=8V；正弦波 Vpp1V；波形特性：方波 tr30μs；三角波非線性失真系數 ? 2%；正弦波非線性失真 γ 5%。關鍵詞方波；正弦波；三角波；函數發生器四川信息職業技術學院畢業設計說明書第 2 頁共 16 頁第 1 章方案設計設計任務在無線電通信、測量、自動控制等技術領域中廣泛應用著各種類型的信號發生器，最常用的有正弦波信號發生器、方波信號發生器、三角波發生器。隨著集成技術的發展，集成電路在波形發生器電路中已被廣泛采用，并且已制造出了能同時產生正弦波、方波、三角波專用集成電路。訓練掌握集成運算放大器工作原理以及集成運算放大器在波形發生器中應用，集成運算放大器組成功能電路的一般設計方法，并進一步掌握電路的基本原理以及實驗調試技術等等。本設計將設計一個能產生多種波形的低頻函數信號發生器，其設計內容及要求如下： 1．設計內容：設計一種方波、正弦波、三角波的函數發生器。 2．基本要求： 1）設計的函數發生器能夠產生頻率范圍在 1Hz~10Hz， 10Hz~100Hz。 2）輸出電壓：方波 Vpp≤24V；三角波 Vpp=8V；正弦波 Vpp1V。 3）波形特性：方波 tr30μs；三角波非線性失真系數 ? 2%；正弦波非線性失真系數 ? 5%。方案選擇函數發生器能自動產生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形。其電路中使用的器件可以是分立器件（如低頻信號函數發生器 S101 全部采用晶體管），也可以是集成電路（如單片集成電路函數發生器 ILC8038）。本設計主要由集成運算放大器與晶體管差分放大器組成的方波 — 三角波 — 正弦波函數發生器的設計方法。產生正弦波、方波、三角波的方案有多種，如先產生正弦波，產生通過整形電路將正弦波轉換為方波，再由積分電路將方波變成三角波；也可以先產生三角波 — 方波，再將三角波變成變成正弦波或將方波變成正弦波。本設計是先產生方波 — 三角波，再將三角波轉換成正弦波的電路設計方法。系統的電路組成框圖如圖 11 所示。四川信息職業技術學院畢業設計說明書第 3 頁共 16 頁圖 11 函數發生器組成框圖四川信息職業技術學院畢業設計說明書第 4 頁共 16 頁第 2 章電路設計方波 — 三角波產生電路圖 21 所示電路能自動產生方波 — 三角波信號。由電壓比較器和積分電路構成方波 — 三角波產生電路。圖 21 方波三角波產生電路比較器電路原理圖 21 所示電路能自動產生方波 — 三角波信號。其中運算放大器 A1 與 R1， R2 及R3， RP1 組成一個電壓比較器， R1 稱為平衡電阻， C1 為翻轉加速電容。遲滯比較器的Ui（被比信號）取自積分器的輸出，通過 R1 接運放的同相輸入端， R1 稱為平衡電阻；遲滯比較器的 UR（參考信號）接地，通過 R2 接運放的反相輸入端。遲滯比較器輸出Uo1 的高電平等于正電源電壓 +VCC，低電平等于負電源電壓 VEE。當 U+=U=0 時，比較器翻轉，輸出 Uo1 從高電平 +VCC翻轉到低電平 VEE；或從低電平 VEE跳到高電平+VCC。若 Uo1=+VCC，根據電路疊加原理可得： iPPR uRRR RRV c cRRR RU 122 1332 2 ?? ??????? ）（四川信息職業技術學院畢業設計說明書第 5 頁共 16 頁因 UR=0，故比較器翻轉的下門限電位 UTH2 為：）（ V ccRR RU PTH ???? 13 22 ）（ VccRR R P13 2??? 若 Uo1=VEE，根據電路原理疊加原理可得：）（ V ccRRR RU P ????? 132 2 iPP uRRR RR 122 3 1?? ?? 將上式整理，得比較器翻轉的上門限電位 UTH1 為：）（ EEPTH VRR RU ???? 13 21 ）（ VccRR R P13 2?

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