I四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)摘要方案設(shè)計(jì)·····················2設(shè)計(jì)任務(wù)·····················2方案選擇·····················2電路設(shè)計(jì)·····················4方波—三角波產(chǎn)生電路 42.1.1比較器電路原理 42.1.2積分電路原理 52.1.3參數(shù)計(jì)算與元件選擇 9三角波—正弦波轉(zhuǎn)換電路 102.2.1差分放大器電路原理 102.2.2參數(shù)計(jì)算與元件選擇 12 3.1方波—三角波發(fā)生器的裝調(diào) 133.2三角波—正弦波變換電路的裝調(diào) 13結(jié)論 14致謝 15參考文獻(xiàn) 16 摘要不同波形的電壓、電流信號(hào)并加到被測(cè)量被測(cè)儀器的輸出響應(yīng)，以分析測(cè)量領(lǐng)域中最基本、應(yīng)用最廣源或振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科源或振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科y發(fā)生器、方波信號(hào)發(fā)生器、三角波電路在波形發(fā)生器電路中已被廣泛作原理以及集成運(yùn)算放大器在波形發(fā)生器中的一般設(shè)計(jì)方法，并進(jìn)一步掌握電1)設(shè)計(jì)的函數(shù)發(fā)生器能夠產(chǎn)生頻率范圍在1Hz~10Hz，10Hz~100Hz。壓波形。其電路中使用的器件可以是分立器件(如低頻信號(hào)函數(shù)發(fā)生器先產(chǎn)生正弦波，產(chǎn)生角波變成變成正弦波或?qū)⒎讲ㄗ兂刹?，再將三角波轉(zhuǎn)換成正弦波的電路電路原理圖2-1所示電路能自動(dòng)產(chǎn)生方波—三角波信號(hào)。其中運(yùn)算放大器A1123P111的同相輸入端，R稱為平衡電阻；遲滯比較器的U(參考信號(hào))接地，通R過(guò)R接運(yùn)放的反相輸入端。遲滯比較器輸出U的高電平等于正電源電壓2o1+V，低電平等于負(fù)電源電壓-V。當(dāng)U=U-=0時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出UCCEE+o1從高電平+V翻轉(zhuǎn)到低電平-V；或從低電平-V跳到高電平+V。CCEEEECCU=R2(+Vcc)+R3+RP1u23R+R+R+RR+R+23R2P1因U=0，故比較器翻轉(zhuǎn)的下門(mén)限電位U為：RTH2TH2R+RR+RPP1PP1若U=-V，根據(jù)電路原理疊加原理可得：o1EE+R+R+RR+R+Ri23P122P1cTH1R+REER+RPP1PP1比較器的門(mén)限寬度ΔU為：THTHTH1TH2R+RCC運(yùn)算放大器A是反相積分器，它的輸入信號(hào)就是A的輸出信號(hào)U，21o1，實(shí)際上是在反相放大器的反o++i+o+為“虛地”概念，在積分運(yùn)算電路中，由于i=0，故有i=i=U/R，根據(jù)反相輸入運(yùn)算放大器反相輸入端為f11U=V=1jiFd=1UdOCCtRC1t為一階躍電壓信號(hào)時(shí)，i為常數(shù)，電容C將以恒流充電，輸出fUU=CCtab)輸入方波信號(hào)當(dāng)輸入U(xiǎn)為方波信號(hào)時(shí)，在方波的正半周，U朝下積分，在方波的Ioo24P225號(hào)U，從而可得積分器的輸出U為：o1o2當(dāng)U=+當(dāng)U=+V時(shí)，電容C被充電，電容電壓U上升o1CC2C2V當(dāng)U(即U)下降為U=U時(shí)，比較器A的輸出U狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，o2io2TH21o1即U由高電平+V變?yōu)榈碗娖?V，于是電容C放電，電容電壓U下降，o1CCEE2C2而(V)VU=EEt=CCto2(R+R)C(R+R)CPP22o2當(dāng)U(即U)上升到U=U時(shí)，比較器A的輸出U狀態(tài)又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，o2io2TH11o1即U由低電平-V變?yōu)楦唠娖?V，電容C又被充電，周而復(fù)始，震蕩不o1EECC2停。U輸出是方波，U輸出是一個(gè)上升速率與下降速率相等的三角波，o1o2可見(jiàn)當(dāng)積分器地輸入為方波時(shí)，輸出的是一個(gè)上升速率與下降速率相等比較器與積分器首尾相連，形成閉環(huán)電路，則自動(dòng)產(chǎn)生方波—三角由圖2-5可知，三角波的幅度U為o2mU=R2Vo2mR+RCC3U的下降時(shí)間為ot=(UU)dUo2，而THTHddU o2=dUo22TH1TH2Uo22TH1TH2V (R+dUo2=VCCdt(R4+R)把U和U的值代入，得三角波的頻率為：TH1TH2f=3P14R(R+R)C24P22波形的幅度。若要求輸出信號(hào)頻率范圍較寬，可用C改變頻率的范圍，2P22．方波的輸出幅度應(yīng)等于電源電壓V，三角波的輸出幅度不超過(guò)V。電位器R可實(shí)現(xiàn)幅度微調(diào)，但會(huì)影響方波—三角波的頻率。CCP1擇12方波的幅度接近電源電壓，所以取電源電壓+V=+12V，-V=-12V。CCEE12RV41 2=o2m==4p24RCf2224P210Hz≤f≤100Hz時(shí)，取C=1uF，以實(shí)現(xiàn)頻率波段的轉(zhuǎn)換，R及R的取值24P25aI路aI原理的變換電路。波形變換c1c2i=ai=0ToToTT(4VTTm)計(jì)算，則(aIc1c2c1v(t)也近似于正弦波，波形變換過(guò)程如圖2-6所示。為使輸出波形更接c2mR波的幅度，P3R調(diào)整電路地對(duì)稱性，并聯(lián)電阻R用來(lái)減小差分放大器地線性區(qū)。C、P4E23C、C為隔直電容，C為濾波電容，以濾除諧波分量，改善輸出波形。456A擇A因三角波頻率不太高，所以隔直電容C、C、C要取得大一些，這里34534566E2P4分放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)主要由oooo定，溫漂越小，放大器的輸入阻抗越高。但I(xiàn)也不能太小，一般為幾毫o取差動(dòng)放大的恒流源電流I=1mA，則A=A=0.5mA，從而可o12beI2O為保證差分放大電路有足夠的輸入電阻r，取r>20kΩ，根據(jù)iir=2(R+R)得R>6.6kΩ，故取R=R=6.8kΩ因?yàn)橐筝敵龅恼也ú╥beB1B1B1B2==u2(R+r)1beLC1C2kE3E42由于比較器A與積分器A組成反饋閉環(huán)電路，同時(shí)輸出方波與三角12波，故這兩個(gè)單元電路可以同時(shí)安裝，需要注意的是，在安裝電位器RP1與R之前，要先將其調(diào)整到設(shè)計(jì)值，否則電路可能會(huì)不起振。如果電路P21o12o2微調(diào)R，是三角波的輸出幅度滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，調(diào)節(jié)R，則輸出頻率P1P2來(lái)實(shí)現(xiàn)。電路的調(diào)試1．差分放大器傳輸特性曲線調(diào)試。將C與R的連線斷開(kāi)，經(jīng)電容4P3C輸入差模信號(hào)電壓V=50mV，fi=100Hz。調(diào)節(jié)R及電阻R，使傳輸特4idP4W性曲線對(duì)稱。再逐漸增大V，直到傳輸特性曲線形狀如圖所示，記下此時(shí)對(duì)應(yīng)的峰值V。移去信號(hào)源，再將C左端接地，測(cè)試差分放大器的靜idm4態(tài)工作點(diǎn)I、V、V、V、V。oC1QC2QC3QC