波形發(fā)生器實(shí)驗(yàn)報(bào)告1

1、任意波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 任意波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)第一部分 第一部分 設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)內(nèi)容一、任務(wù) 一、任務(wù)利用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)信號(hào)發(fā)生器，能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波等信號(hào)，其系統(tǒng)框圖如圖所示。二、要求 二、要求 1 不使用單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）至少能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波四種周期性波形；在示波器上可以清晰地看清楚每種波形。20 分（2）輸出信號(hào)的頻率可通過按鈕調(diào)節(jié)；（范圍越大越好）20 分（3）輸出信號(hào)的幅度可

2、通過按鈕調(diào)節(jié)；（范圍越大越好）20 分（4）輸出信號(hào)波形無明顯失真；10 分（5）穩(wěn)壓電源自制。10 分（6）其他 2 種擴(kuò)展功能。20 分信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)框圖第二部分 第二部分 方案比較與論證 方案比較與論證方案一、以 555 芯片為核心，分別產(chǎn)生方波，三角波，鋸齒波，正弦波電路配置如圖 1所示U1LMC555CNGND1DIS 7OUT 3 RST 4VCC8THR 6CON 5TRI 2VCC6VR1 1kΩR2 62kΩR620

3、kΩ Key=B 50%C310nF IC=0VC110nF IC=0VC4 100uFC7470nF IC=0VC8100nF IC=0VR410kΩR52kΩR72kΩC6100nF IC=0VC510uFR3 510ΩLED1圖 1信號(hào)產(chǎn)生 參數(shù)調(diào)整穩(wěn)壓電源信號(hào)放大信號(hào)輸出為滿足振蕩的幅度條件 為滿足振蕩的幅度條件| |=1，所以 ，所以 Af≥3。加入 。加入 Rf、R1 支路，構(gòu)成串聯(lián)電 支路，構(gòu)成串聯(lián)電 F A ? ?壓負(fù)反

4、饋。 壓負(fù)反饋。 當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài)時(shí)： 當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài)時(shí)：3 ??V A 31of ? ??VV F V ??RC f f π 210 ? ?由以上原理可設(shè)計(jì)出產(chǎn)生正弦波的電路圖： 由以上原理可設(shè)計(jì)出產(chǎn)生正弦波的電路圖：U1ALM324AJ321141D1DIODE_VIRTUALC10.01uF R14.7kOhm R44.7kOhm R215kOhm C20.01uF R310kOhm V112 V V212 V D2

5、DIODE_VIRTUAL XSC1A BGTR5Key = A 50%圖 4其中 R4 為小電阻，只要滿足 R4+R5 略大于 2R1 使| |>1,電路便可起振，隨 F A ? ?著輸出的增大 A 自動(dòng)降到| |=1，使得輸出穩(wěn)定在某一值。通過調(diào)整并串諧振 F A ? ?網(wǎng)絡(luò)中的電阻阻值（滿足 ）便可調(diào)整輸出頻率的范圍。 RC f f π 210 ? ?為了使振蕩幅度穩(wěn)定，通常在放大電路的負(fù)反饋回路里加入非線性元件來自動(dòng)調(diào)整負(fù)

6、反饋放大電路的增益，從而維持輸出電壓幅度的穩(wěn)定。圖中的兩個(gè) 二極管 D1，D2 便是穩(wěn)幅元件。當(dāng)輸出電壓的幅度較小時(shí)，電阻 R4 兩端的電壓 低，二極管 D1、D2 截止，負(fù)反饋系數(shù)由 R3、RW 及 R4 決定；當(dāng)輸出電壓的幅度增加到一定程度時(shí)，二極管 D1、D2 在正負(fù)半周輪流工作，其動(dòng)態(tài)電阻與 R4 并 聯(lián)，使負(fù)反饋系數(shù)加大，電壓增益下降。輸出電壓的幅度越大，二極管的動(dòng)態(tài)電阻越小，電壓增益也越小，輸出電壓的幅度保持基本穩(wěn)定。為了維