波形發(fā)生器實驗報告1

1、任意波形發(fā)生器的設計 任意波形發(fā)生器的設計第一部分 第一部分 設計內容 設計內容一、任務 一、任務利用運算放大器設計并制作一臺信號發(fā)生器，能產生正弦波、方波、三角波、鋸齒波等信號，其系統(tǒng)框圖如圖所示。二、要求 二、要求 1 不使用單片機，實現以下功能：（1）至少能產生正弦波、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）輸出信號的頻率可通過按鈕調節(jié)；（范圍越大越好）20 分（3）輸出信號的幅度可

2、通過按鈕調節(jié)；（范圍越大越好）20 分（4）輸出信號波形無明顯失真；10 分（5）穩(wěn)壓電源自制。10 分（6）其他 2 種擴展功能。20 分信號發(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信號產生 參數調整穩(wěn)壓電源信號放大信號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，構成串聯電 支路，構成串聯電 F A ? ?壓負反

4、饋。 壓負反饋。 當電路達到穩(wěn)定平衡狀態(tài)時： 當電路達到穩(wěn)定平衡狀態(tài)時：3 ??V A 31of ? ??VV F V ??RC f f π 210 ? ?由以上原理可設計出產生正弦波的電路圖： 由以上原理可設計出產生正弦波的電路圖：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 自動降到| |=1，使得輸出穩(wěn)定在某一值。通過調整并串諧振 F A ? ?網絡中的電阻阻值（滿足 ）便可調整輸出頻率的范圍。 RC f f π 210 ? ?為了使振蕩幅度穩(wěn)定，通常在放大電路的負反饋回路里加入非線性元件來自動調整負

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 二極管 D1，D2 便是穩(wěn)幅元件。當輸出電壓的幅度較小時，電阻 R4 兩端的電壓 低，二極管 D1、D2 截止，負反饋系數由 R3、RW 及 R4 決定；當輸出電壓的幅度增加到一定程度時，二極管 D1、D2 在正負半周輪流工作，其動態(tài)電阻與 R4 并 聯，使負反饋系數加大，電壓增益下降。輸出電壓的幅度越大，二極管的動態(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