信號發生器設計(附仿真)_第1頁
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南昌大學實驗報告學生姓名：學號：專業班級：實驗類型：□驗證□綜合□設計□創新實驗日期：實驗成績：信號發生器設計一、設計任務設計一信號發生器，能產生方波、三角波和正弦波并進行仿真。二、設計要求基本性能指標：(1)頻率范圍100Hz~1kHz；(2)輸出電壓：方波Up-p≤24V，三角波Up-p=6V，正弦波Up-p>1V。擴展性能指標：頻率范圍分段設置10Hz~100Hz,100Hz~1kHz，1kHz~10kHz；波形特性方波tr<30us（1kHz，最大輸出時），三角波r△<2%，正弦波r～<5%。三、設計方案信號發生器設計方案有多種，圖1是先產生方波、三角波，再將三角波轉換為正弦波的組成框圖。圖1信號發生器組成框圖主要原理是：由遲滯比較器和積分器構成方波——三角波產生電路，三角波在經過差分放大器變換為正弦波。方波——三角波產生基本電路和差分放大器電路分別如圖2和圖4所示。圖2所示，是由滯回比較器和積分器首尾相接形成的正反饋閉環系統，則比較器A1輸出的方波經積分器A2積分可得到三角波，三角波又觸發比較器自動翻轉形成方波，這樣即可構成三角波、方波發生器。其工作原理如圖3所示。方波上升時間=77us>30us；二、三角波-正弦波變換電路差分放大器的傳輸特性曲線，α約等于1；Vt=26mV；如果vid為三角波，設，則Rp1調節三角波幅度，Rp2調整電路的對稱性，并聯電阻Re2用來較小差分放大器的線性區。C1C2C3為隔直電容，作為耦合電容要取的較大，取470uF。C4為濾波電容，以濾除諧波分量，改善波形。C5、C6、C8C7一般為幾十皮法至0.1uF,以濾除輸出信號的高次諧波分量。R13的調整將影響差分放大器的靜態工作點電流IO，取大小為mA，則輸出電流IoPP≈IO/2，大小也為mA，輸出電壓VoPP=IoPP×R'L大小可達到為V，則正弦波Up-p>1V。誤差分析1、方波輸出電壓Vpp≤2Vcc，由于運放的輸出存在飽和壓降，使方波輸出幅度小于電源電壓；2、方波的上升時間Tr，主要受運放轉換速率的限制。如果輸出頻率較高，則可接入加速電容，一般為幾十皮法。3、產生失真原因及措施：A.鐘形失真。傳輸特性曲線的線性區太寬，應減小R11；B.半波圓頂或平頂失真。傳輸特性曲線對稱性差，應調整R13；C.非線性失真。由三角波的線性度較差引起，可在輸出端加濾波網絡改善波形。七、實驗總結參考書上內容，分模塊進行設計調試，再將各模塊搭建起來。雖然書上有公式，但實際設計起來并不是十分順利，而且理論計算與實際仿真也有差異。典型的就是頻率那里，無法拉到10kHz，當頻率越高

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