的稳压管。
(3)电路图与器材清单表
正弦波发生器的主要元器件:
集成运算放大器 1片
1/4W金属膜电阻 10kΩ、20kΩ若干 可调电阻 1kΩ一只 瓷片电容 2只 二极管 2只 方波——三角波发生器的主要元器件:
集成运算放大器 1—2片
1/4W金属膜电阻 10kΩ、20kΩ若干 可调电阻 1kΩ 1只 瓷片电容 1只 稳压二极管 2只
(*)也可以用函数发生器设计
函数发生器的总方案
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,本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。
产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波—方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生方波—三角波,再将三角波变换成正弦波的电路设计方法,
本课题中函数发生器电路组成框图如下所示:
由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波,三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。
三 实验所用电路 调节方波脉冲宽度
调节正弦波失真程度 调节方波电压大小 调节反馈电路的放大倍数
四 实验结果
1.正弦波-方波-三角波的频率在28.6HZ~28.6KHZ范围内连续可调;对应的
28.6HZ时,对应的电容大小为1uf;对应的28.6KHZ时,对应的电容大小为0.01uf
2.方波的输出幅值为6V;正弦波的一级输出幅值为2.8V,二级输出幅值为
3.6V;三角波峰值在0~4V内连续可调
3.正弦波失真度
一 讨论
1.实验中发生的问题
(1) 我们由一级电路得到的方波峰峰值达到24V左右,后通过分压电路得到所需要的方波电压峰值为6V
(2) 正弦波也可以通过负反馈电路适当放大
用555计时器设计
(1)电路系统设计:(介绍电路的设计思路与系统分类)
函数发生器主要由555芯片、LM358N两大主要模块电路构成。
利用555电路完成相应的三种波形的转换,具有一定频率的方波转换得到相应的正弦和三角波。由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出的方波
经积分器得到三角波,三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。
(2)电路功能框图:(电路功能各部分组成。) (3)元器件与参数设计:(元器件的选择、主要元器件的性能介绍、元器件参数设计。)
a.LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电
源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
b.555定时器的各个引脚功能如下:
1脚:外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。 2脚:低触发端 3脚:输出端Vo
4脚:是直接清零端。当此端接低电平,则时基电路不工作,此时不论TR、TH处于何电平,时基电路输出为“0”,该端不用时应接高电平。
5脚:VC为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μF电容接地,以防引入干扰。
6脚:TH高触发端。
7脚:放电端。该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。
8脚:外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。
在1脚接地,5脚未外接电压,两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下,555时基电路的功能表如表6—1示。
表6—1 555定时器的功能表
清零端 0 1 1 1 1 高触发端TH × 0 1 0 1 低触发端 × 1 0 0 1 Q 0 x 1 1 0 放电管T 导通 保持上一状态 截止 截止 导通 功能 直接清零 保持上一状态 置1 置1 清零 (4)电路图与器材清单表 LM358芯片 1 电阻 R8=R9 22kΩ 2 R1 1kΩ 1 R2 62kΩ 1 R3 100Ω 1 R4=R5=R6=10k 3
可调电阻 A 20k 1 R10 100k 1 电容 C3=470nF 1 C4=C5=10nF 2 可调电容 A=B=20nF 2 直流电源 Vcc=6v 1 555电路板 1 接地线
(5)电路仿真:(电路仿真的软件、电路仿真的效果设计、电路仿真图、实际效果情况。) 总电路图: