图4.2.18 三角波→正弦波的变换原理 传输特性曲线越对称,线性区越窄越好; 三角波的幅度Um应正好使晶体管接近饱和区或截止区。
图4.2.19为三角波→正弦波的变换的电路。其中RP1调节三极管的幅度,RP2调整电路的对称性,其并联电阻RE2用来减少差分放大器的线性区。电容C1、C2、C3为隔直电容,C4为滤波电容,以减少滤波分量,改善输出波形。
6
图4.2.19 三角波→正弦波变换电路
整个设计电路采用如图所示。其中运算放大器A1、A2用一只双运放μA747,差分放大器采用单入、单出方式,四只晶体管用集成电路差分对管BG319或双三极管S3DG6等。取电源电压为±12V。 2)计算元件参数
比较器A1与积分器A2的元件参数计算如下: 由于
7
Uo2m?因此
R2R3?RP1VCC
R2R3?RP1?Uo2mVcc?412?13
取R3=10kΩ,则R3+RP1=30 kΩ,取R3=20kΩ, RP1为47 kΩ的电位器。取平衡电阻R1=R2//(R3+RP1)≈10 kΩ。 因为
f?R3?RP14R2(R4?RP1)C2
当1Hz≤f≤10Hz时,取C2=10μF,则R4+RP2=(75~7.5)kΩ,取5.1 kΩ,RP2为100 kΩ电位器。当 19Hz≤f≤100Hz,取C2=1μF以实现频率波段的转换,R4、RP2的值不变。取平衡电阻R5=10 kΩ。
三角波→正弦波变换电路的参数选择原则是:隔
8
直电容C3、C4、C5要取得大,因为输出频率较低,取C3=C4=C5=470μF,滤波电容C6一般为几十皮法至0.1μF。RE2=100Ω与RP4=100Ω,相并联,以减少差分放大器的线性区。差分放大器的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。
3.方波-三角-正弦波函数发生器电路图 根据以上设计,可画出方波-三角-正弦波函数发生器电路图如图4.2.20所示。
图4.2.20方波-三角-正弦波函数发生器电路图
4.安装与调试
图4.2.20所示方波-三角-正弦波函数发生器电路是由三级单元电路组成的,在装调多级电路时,通
9
常按照单元电路的先后顺序进行分级装调与级联。
(1)方波-三角波发生器的装调
由于比较器A1与积分器A2组成正反馈闭环电路,同时输出方波与三角波,这两个单元电路可以同时安装。需要注意的是,安装电位器RP1与RP2之前,要先将其调整到设计值,如设计举例题中,应先使RP1=10KΩ,RP2取(2.5~70)Ω内的任一阻值,否则电路可能会不起振.只要电路接线正确,上电后,U01的输出为方波,U02的输出为三角波,微调RP1,使三角波的输出幅度满足设计指标要求,调节RP2,则输出频率在对应波段内连续可变.
(2)三角波-正弦波变换电路的装调
按照图4.2.20所示电路,装调三角波-正弦波变换电路,其中差分放大器可利用课题三设计完成的电路。电路的调试步骤如下:
1)经电容C4输入差模信号电压uid=500mV,fi=100Hz的正弦波。调节RP4及电阻R*,使传输特
10