文档介绍：目录
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、三角波、正弦波发生器方案 - 1 -
方案一原理框图 - 1 -
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函数发生器的选择方案 - 2 -
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方波发生电路的工作原理 - 2 -
方波--三角波转换电路的工作原理 - 3 -
--正弦波转换电路的工作原理 - 4 -
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1. Multisim - 5 -
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—三角波电路的仿真 - 7 -
—正弦波电路的仿真 - 8 -
波形汇总 - 8 -
2. Altium Designer Summer 09画电路板 - 9 -
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:信号发生器
:可以产生正弦波、三角波和方波;输出频率和幅度可以在一定范围内连续可调;频率稳定度较高。设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限,还可以进一步测出其输出电压的范围。
:
、三角波、正弦波发生器方案
方案一原理框图
图1 方波、三角波、正弦波、信号发生器的原理框图
首先由555定时器组成的多谐振荡器产生方波,然后由积分电路将方波转化为三角波,最后用低通滤波器将方波转化为正弦波,但这样的输出将造成负载的输出正弦波波形变形,因为负载的变动将拉动波形的崎变。
正弦波
方波
三角波
积分电路
电压比较器
RC正弦波振荡电路
图2 正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图
RC正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法,
电路框图如上。先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波,再通过电压比较器产生方波,最后通过积分电路形成三角波。此电路具有良好的正弦波和方波信号。但经过积分器电路产生的同步三角波信号,存在难度。原因是积分器电路的积分时间常数是不变的,而随着方波信号频率的改变,积分电路输出的三角波幅度同时改变。若要保持三角波幅度不变,需同时改变积分时间常数的大小。
函数发生器的选择方案
函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件(如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题未采用单片函数发生器模块8038。
方案一的电路结构、思路简单,运行时性能稳定且能较好的符合设计要求,且成本低廉、调整方便,关于输出正弦波波形的变形,可以通过可变电阻的调节来调整。而方案二,关于三角波的缺陷,不是能很好的处理,且波形质量不太理想,且频率调节不如方案一简单方便。综上所述,我们选择方案一。
方波发生电路的工作原理
图3 由555定时器组成的多谐振荡器
利用555与外围元件构成多谐振荡器,来产生方波的原理。
用555定时器组成的多谐振荡器如图3所示。接通电源后,电容C2被充电,/3时使555第3脚V0为低电平,同时555内放电三极管T导通,此时电容C2通过R2、Rp放电,Vc下降。/3时,V0翻转为高电平。电容器C2放电所需的时间为
tpL= ( R2 +Rp) C2ln2 (3-1) 当放电结束时,T截止,Vcc将通过R1、R2、Rp 向电容器C2充电,/3 /3所需的时间为
tpH= (R1+R2+ Rp) C2ln2=( R1+R2+ Rp) C2 (3-2)
/3时,电路又翻转为低电平。如此周而复始,于是,在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。其震荡频率为
f=1/(tpL+tpH)=/(R1+2R2+2Rp) C2 (3-3)
方波--三角波转换电路的工作原理
图4 积分电路产生三角波
RC积分电路是一种应用比较广泛的模拟信号运算电路。在自动控制系统中,常用积分电路作为调节环节。此外,RC积分电路还可以用于延时、定时以及各种波形的产生或变换。
由555定时器组成的多谐振荡器输出的方波经C4耦合输出,如图4所示为RC积分电路,再经R与C积分,构成接近三角波。其基本原理是电容的充放电原理。
--正弦波转换电路的工作原理
图5 三角波产生