多种波形发生器 - 设计论文

图

图3–3(b)三角波-----正弦波变换

3.4电路的参数选择及计算

3.4.1.方波-三角波中电容C1变化（关键性变化之一）

实物连线中，我们一开始很长时间出不来波形，后来将C2从10uf（理论时可出来波形）换成0.1uf时，顺利得出波形。实际上，分析一下便知当C2=10uf时，频率很低，不容易在实际电路中实现。

3.4.2.三角波-正弦波部分

比较器A1与积分器A2的元件计算如下。 由式（3-61）得UO2m?R2VCC

R3?RP1即

UR241?O2m??

R3?RPVCC1231取 R2?10K?，则R3?RP1?30K?，取R3?20K? ，RP1为47KΩ的点位器。区平衡电阻R1?R2//(R3?RP1)?10K? 由式（3-62）f?R3?RP1

4R2(R4?RP2)C2即R4?RP1?R3?RP1RC桥式可由四部分组成：分别为放大电路，选频网络，正反馈网

4R2?C2络，稳幅环节。其中RC串，并联电路构成正反馈支路，同时兼做选频网络，R1，R2，R4及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器R1，可以改变负反馈深度，以

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满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管D1，D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。D1,D2采用硅管（温度稳定性好），且要求特性匹配，才能保证输出波形正、负半周对称。R3的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。 于是uO线性下降，uP1也下降，直到t?t1时，uP1略低于uN1(uN1?0)，即up1略低于零时，。可见，在t?t1前的uO1从UZ突跳到?UZ，同时uP1也跳变到更低的值（比零低的多）

t?t1uP1?0，一瞬间，而从流过R1和R2的电流相等，则?uO(t1)R1?UZR2，uO1?UZ，后，由于uO1??UZ故电容放电，其两端压于是uO线性上升，uP1也上升。直到t?t2时，

uP1略大于零，u从?U突跳到U。可见，在t?t前的一瞬间，u?0，u??U，

ZZ2O1O1ZP1则?uO(t2)R1?UZR2， 在t?t2以后电路周而复始，循环不以，形成振荡。则根据分析可以画出uO1和uO的波形，如图所示。其中uO1为方波，uO为三角波。uO之所以为三角波，是由于电容充放电的时间常数相等，积分电路输出电压uO上升和下降的幅度和时间相等，上升和下降的斜率的绝对值也相等。显然，三角波uO峰值为：Uom?下面求振荡周期。由于t2?t1?T2，而当t1?t?t2时，有uO??则uO(t2)??R2UZ R1R1UUZ?Z(t?t1)R2R4C

R1URUZ?Z(t2?t1)?2UZ R2R4CR14R1R4C

R2

故T?2(t2?t1)?则可以在调整三角波电路时，应先调整R1或R2,使其峰值达到所需要的值，然后再调整

R4或C，使频率f0?1T能满足要求。

当1HZ?f?10??时，取C2?10?F，则R4?RP2?(75~7.5)k?，取R4?5.1k?，为100KΩ电位器。当10HZ?f?100??时 ，取C2?1?F以实现频率波段的转换，R4及RP2的取值不变。取平衡电阻R5?10k?。

三角波—>正弦波变换电路的参数选择原则是：隔直电容C3、C4、C5要取得较大，因为输出频率很低，取C3?C4?C5?470?F，滤波电容C6视输出的波形而定，若含高次斜波成分较多，C6可取得较小，C6一般为几十皮法至0.1微法。RE2=100欧与RP4=100欧

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姆相并联，以减小差分放大器的线性区。差分放大器的几静态工作点可通过观测传输特性曲线，调整RP4及电阻R*确定。

先通过比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，最后通过差分放大器形成正弦波。

3.5 电路仿真

3.5.1方波---三角波发生电路的仿真

图3.5（a） 方波发生电路仿真

图3.5（b） 三角波发生电路仿真

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图3.5（c） 方波—三角波发生电路仿真

3.5.2 三角波---正弦波转换电路的仿真

图3.5（d）正弦波发生电路仿真

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