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UA741+LM339+LM324函數發生器設計

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ID:704717 發表于 2020-3-8 18:40 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式

方案一:可以按照方波——三角波——正弦波的順序來設計電路,其中,方波通過數電中的555 多諧振蕩電路來產生,方波到三角波為積分的過程,三角波到正弦波可以通過低通濾波來實現,也可以利用差分放大器的傳輸非線性來實現或者通過折現法來實現。

方案二:主要是應用集成運放Ua741芯片,其芯片的內部結構是由4個集成運放所組成的通過RC電橋可產生正弦波,然后通過放大器構成比較器來實現方波的轉換,再通過積分電路完成構建三角波。

  • 可行性分析

方案一:此電路方案能實現基本要求和擴展總分的功能,電路較簡單。

方案二:555定時器所構成的多謝振蕩器產生方波是一種很常用的信號發生器,具有很大的實用價值,價格低廉。555 多諧振蕩器的頻率很好計算和調節,輸出電壓幅值的改變可通過對555定時器的供電的改變來實現,對于占空比,已對原始的多諧振蕩器做了些許改動,能達到50%的要求。固輸出的波形比較準確;方波到三角波的轉化可通過積分電路來實現;角波到正弦波可通過簡單RC低通濾波器來實現也可通過折現法或者差分法來實現。

  • 選用方案

函數發生器的總方案   

函數發生器一般是指能自動產生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器。根據用途不同,有產生三種或多種波形的函數發生器,使用的器件可以是分立器件  (如低頻信號函數發生器S101全部采用晶體管),也可以采用集成電路(如單片函數發生器模塊8038)。為進一步掌握電路的基本理論及實驗調試技術,本課題采用由集成運算放大器與晶體管差分放大器共同組成的方波—三角波—正弦波函數發生器的設計方法。 產生正弦波、方波、三角波的方案有多種,如首先產生正弦波,然后通過整形電路將正弦波變換成方波,再由積分電路將方波變成三角波;也可以首先產生三角波—方波,再將三角波變成正弦波或將方波變成正弦波等等。本課題采用先產生方波—三角波,再將三角波變換成正弦波的電路設計方法,RC正弦波振蕩電路、電壓比較器、積分電路共同組成的正弦波—方波—三角波函數發生器的設方法,先通過RC正弦波振蕩電路產生正弦波,再通過電壓比較器產生方波,最后通過積分電路形成三角波。此電路具有良好的正弦波和方波信號。但經過積分器電路產生的同步三角波信號,存在難度。原因是積分器電路的積分時間常數是不變的,而隨著方波信號頻率的改變,積分電路輸出的三角波幅度同時改變。若要保持三角波幅度不變,需同時改變積分時間常數的大小。由集成運放構成的正弦波、方波和三角波發生器有多種形式。


LM324系列

它是低成本的四路運算放大器,具有真正的差分輸入。在單電源應用中,它們與標準運算放大器類型相比具有幾個明顯的優勢。該四路放大器可以工作于低至3.0 V或高達32 V的電源電壓,靜態電流是MC1741的五分之一左右(每個放大器)。共模輸入范圍包括負電源,因此在眾多應用中無需外部偏置元器件。輸出電壓范圍也包括負電源電壓。

應用領域包括傳感器放大器,直流增益模塊和所有傳統的運算放大器可以更容易地在單電源系統中實現的電路。例如,可直接操作的LM324系列,這是用來在數字系統中,輕松地將提供所需的接口電路,而無需額外的±15V電源標準的5V電源電壓。

運放類型:低功率

放大器數目:4

帶寬:1.2MHz

針腳數:14

工作溫度范圍:0°C to +70°C

封裝類型:SOIC

3dB帶寬增益乘積:1.2MHz

變化斜率:0.5V/μs

器件標號:324

器件標記:LM324AD

增益帶寬:1.2MHz

工作溫度最低:0°C

工作溫度最高:70°C

放大器類型:低功耗

溫度范圍:商用

電源電壓 最大:32V

電源電壓 最小:3V

芯片標號:324

表面安裝器件:表面安裝

輸入偏移電壓 最大:7mV

運放特點:高增益頻率補償運算

邏輯功能號:324

額定電源電壓, +:15V

1.短路保護輸出

2.真差動輸入級

3.可單電源工作:3V-32V

4.低偏置電流:最大100nA

5.每封裝含四個運算放大器。

6.具有內部補償的功能。

7.共模范圍擴展到負電源

8.行業標準的引腳排列

9.輸入端具有靜電保護功能

lm324主要特性:

短路保護輸出
  真正的差分輸入級
  單電源供電:3.0 V至32 V(LM224、LM324、LM324A)
  低輸入偏置電流:100 nA最大值(LM324A)
  每個封裝有4個放大器
  內部補償
  共模范圍擴展至負電源
  行業標準的引腳分配
  輸入端的ESD鉗位提高了可靠性,且不影響器件工作
  提供無鉛封裝

LM324四運放的應用

LM324是四運放集成電路,它采用14腳雙列直插塑料封裝,外形如圖所示。它的內部包含四組形式完全相同的運算放大器,除電源共用外,四組運放相互獨立。

每一組運算放大器可用圖1所示的符號來表示,它有5個引出腳,其中“+”、“-”為兩個信號輸入端,“V+”、“V-”為正、負電源端,“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中,Vi-(-)為反相輸入端,表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相反;Vi+(+)為同相輸入端,表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見圖2。[1]

lm324反相交流放大器

電路見附圖。此放大器可代替晶體管進行交流放大,可用于擴音機前置放大等。電路無需調試。放大器采用單電源供電,由R1、R2組成1/2V+偏置,C1是消振電容。

放大器電壓放大倍數Av僅由外接電阻Ri、Rf決定:Av=-Rf/Ri。負號表示輸出信號與輸入信號相位相反。按圖中所給數值,Av=-10。此電路輸入電阻為Ri。一般情況下先取Ri與信號源內阻相等,然后根據要求的放大倍數在選定Rf。Co和Ci為耦合電容。[1]

LM324同相交流放大器

見附圖。同相交流放大器的特點是輸入阻抗高。其中的R1、R2組成1/2V+分壓電路,通過R3對運放進行偏置。

電路的電壓放大倍數Av也僅由外接電阻決定:Av=1+Rf/R4,電路輸入電阻為R3。R4的阻值范圍為幾千歐姆到幾十千歐姆。[1]

LM741/UA741

運算放大器使用說明及應用

物理量的感測在一般應用中,經常使用各類傳感器將位移、角度、壓力、與流量等物理量轉換為電流或電壓信號,之后再由量測此電壓電流信號間接推算出物理量變化,以達成感測、控制的目的。但有時傳感器所輸出的電壓電流信號可能非常微小,以致信號處理時難以察覺其間的變化,故需要以放大器進行信號放大以順利測得電流電壓信號,而放大器所能達成的工作不僅是放大信號而已,尚能應用于緩沖隔離、準位轉換、阻抗匹配、以及將電壓轉換為電流或電流轉換為電壓等用途。現今放大器種類繁多,一般仍以運算放大器。

本實驗采用的集成運放型號為μA741,引腳排列如圖7-1所示,它是八腳雙列直插式組件,②腳和③腳為反相和同相輸入端,⑥腳為輸出端,⑦腳和④腳為正、負電源端,①腳和⑤腳為失調調零端,①⑤腳之間可接入一只幾十KΩ的電位器并將滑動觸頭接到負電源端。 ⑧腳為空腳。

μA741主要指標測試

  μA741管腳圖                    U0S、I0S測試電路

1)輸入失調電壓U0S

  理想運放組件,當輸入信號為零時,其輸出也為零。但是即使是最優質的集成組件,由于運放內部差動輸入級參數的不完全對稱,輸出電壓往往不為零。這種零輸入時輸出不為零的現象稱為集成運放的失調。

    輸入失調電壓U0S 是指輸入信號為零時,輸出端出現的電壓折算到同相輸入端的數值。

失調電壓測試電路如圖7-2所示。閉合開關K1及K2,使電阻RB短接,測量此時的輸出電壓U01 即為輸出失調電壓,則輸入失調電壓

實際測出的U01可能為正,也可能為負,一般在1~5mV,對于高質量的運放U0S在1mV以下。

    測試中應注意:a、將運放調零端開路。

           b、要求電阻R1和R2,R3和RF的參數嚴格對稱。

   2)輸入失調電流I0S

輸入失調電流I0S 是指當輸入信號為零時,運放的兩個輸入端的基極偏置電流之差,

輸入失調電流的大小反映了運放內部差動輸入級兩個晶體管β的失配度,由于IB1 ,IB2 本身的數值已很小(微安級),因此它們的差值通常不是直接測量的,測試電路如圖7-2所示,測試分兩步進行

   a、 閉合開關K1及K2,在低輸入電阻下,測出輸出電壓U01 , 如前所述,這是由輸入失調電壓U0S 所引起的輸出電壓。

   b、斷開K1及K2,兩個輸入電阻RB接入,由于RB 阻值較大,流經它們的輸入電流的差異,將變成輸入電壓的差異,因此,也會影響輸出電壓的大小,可見測出兩個電阻RB接入時的輸出電壓U02 ,若從中扣除輸入失調電壓U0S 的影響,則輸入失調電流I0S 為

        

一般,I0S 約為幾十~幾百nA(10-9A),高質量運放IOS低于1nA。

  測試中應注意:a、將運放調零端開路。

          b、兩輸入端電阻RB必須精確配對。

   3)開環差模放大倍數Aud

  集成運放在沒有外部反饋時的直流差模放大倍數稱為開環差模電壓放大倍數,用Aud 表示。它定義為開環輸出電壓U0與兩個差分輸入端之間所加信號電壓Uid 之比

按定義Aud 應是信號頻率為零時的直流放大倍數,但為了測試方便,通常采用低頻(幾十赫芝以下)正弦交流信號進行測量。由于集成運放的開環電壓放大倍數很高,難以直接進行測量,故一般采用閉環測量方法。 Aud的測試方法很多,現采用交、直流同時閉環的測試方法,如圖7-3所示。

Aud測試電路

  被測運放一方面通過RF、R1、R2完成直流閉環,以抑制輸出電壓漂移,另一方面通過RF和RS實現交流閉環,外加信號uS經R1、R2分壓,使uid 足夠小,以保證運放工作在線性區,同相輸入端電阻R3應與反相輸入端電阻R2相匹配,以減小輸入偏置電流的影響,電容C 為隔直電容。被測運放的開環電壓放大倍數為

           

通常低增益運放Aud約為60~70db,中增益運放約為80db,高增益在100db以上,可達120~140db。

測試中應注意:a、測試前電路應首先消振及調零。

         b、被測運放要工作在線性區。

       c、輸入信號頻率應較低,一般用50~100HZ ,輸出信號幅度應較小,且無明顯失真。

   4)共模抑制比CMRR

  集成運放的差模電壓放大倍數Ad與共模電壓放大倍數AC之比稱為共模抑制比

        

   共模抑制比在應用中是一個很重要的參數,理想運放對輸入的共模信號其輸出為零,但在實際的集成運放中,其輸出不可能沒有共模信號的成分,輸出端共模信號愈小,說明電路對稱性愈好,也就是說運放對共模干擾信號的抑制能力愈強,即CMRR愈大。CMRR的測試電路如圖7-4所示。

集成運放工作在閉環狀態下的差模電壓放大倍數為

當接入共模輸入信號Uic時,測得U0C,則共模電壓放大倍數為

            

得共模抑制比

           

  CMRR測試電路

    測試中應注意:a、消振與調零

         b、R1與R2、R3與RF之間阻值嚴格對稱

             c、輸入信號Uic 幅度必須小于集成運放的最大共模輸入電壓范圍 Uicm

   5) 共模輸入電壓范圍Uicm

  集成運放所能承受的最大共模電壓稱為共模輸入電壓范圍,超出這個范圍,運放的CMRR會大大下降,輸出波形產生失真,有些運放還會出現“自鎖”現象以及永久性的損壞。

  Uicm的測試電路如圖7-5所示。

  被測運放接成電壓跟隨器形式,輸出端接示波器,觀察最大不失真輸出波形,從而確定Uicm值。

   6) 輸出電壓最大動態范圍UOPP

  集成運放的動態范圍與電源電壓、外接負載及信號源頻率有關。測試電路如圖7-6所示。

  改變uS幅度,觀察u0削頂失真開始時刻,從而確定u0的不失真范圍,這就是運放在某一定電源電壓下可能輸出的電壓峰峰值UOPP。

  Uicm測試電路                  UOPP測試電路

LM339芯片

LM339集成塊內部裝有四個獨立的電壓比較器,該電壓比較器的特點是:1)失調電壓小,典型值為2mV;2)電源電壓范圍寬,單電源為2-36V,雙電源電壓為±1V-±18V;3)對比較信號源的內阻限制較寬;4)共模范圍很大,為0~(Ucc-1.5V)Vo;5)差動輸入電壓范圍較大,大到可以等于電源電壓;6)輸出端電位可靈活方便地選用。

LM339集成塊采用C-14型封裝,外型及管腳排列如圖。由于LM339使用靈活,應用廣泛,所以世界上各大IC生產廠、公司競相推出自己的四比較器,如IR2339、ANI339、SF339等,它們的參數基本一致,可互換使用。

LM339類似于增益不可調的運算放大器。每個比較器有兩個輸入端和一個輸出端。兩個輸入端一個稱為同相輸入端,用“+”表示,另一個稱為反相輸入端,用“-”表示。用作比較兩個電壓時,任意一個輸入端加一個固定電壓做參考電壓(也稱為門限電平,它可選擇LM339輸入共模范圍的任何一點),另一端加一個待比較的信號電壓。當“+”端電壓高于“-”端時,輸出管截止,相當于輸出端開路。當“-”端電壓高于“+”端時,輸出管飽和,相當于輸出端接低電位。兩個輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態可靠地轉換到另一種狀態,因此,把LM339用在弱信號檢測等場合是比較理想的。LM339的輸出端相當于一只不接集電極電阻的晶體三極管,在使用時輸出端到正電源一般須接一只電阻(稱為上拉電阻,選3-15K)。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值。因為當輸出晶體三極管截止時,它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負載的值。另外,各比較器的輸出端允許連接在一起使用。

LM339應用范圍

LM339可構成 單限比較器、 遲滯比較器 、雙限比較器(窗口比較器) 、振蕩器等。

LM339還可以組成高壓數字邏輯門電路,并可直接與TTL、CMOS電路接口。


二極管1N4148

1N4148是一種小型的高速開關二極管,開關比較迅速,廣泛用于信號頻率較高的電路進行單向導通隔離,通訊、電腦板、電視機電路及工業控制電路非常通用的一種高頻開關二極管。包括DO35、LL34、SOD323、SOT23、0805封裝均有。

75V反向耐壓和150mA平均正向電流,非常適合一般場合做普通整流用。4pF的結電容和4nS的反向恢復時間足夠滿足多數場合使用。非常易于獲得,以及價格低廉,通用性極廣的一個小信號高頻二極管。

參數

二極管類型:高頻小信號

電流:正常正向電流 If:150mA ; 最大正向電流 Imax:300mA; 最大重復峰值電流Ifs:450mA

電壓:最大重復峰值電壓 Umax:100V; 最大連續反向電壓 Urrm:75V; 最大正向電壓 Uf :1V

時間:反向恢復時間 trr :4ns

功率:最大功耗 Ptot:500mW

封裝:玻璃封裝:SOD-27(DO-35)

針腳數:2

外徑:1.85mm

外部長度(高度):4.25mm

結溫:最高結溫 Tj :200℃

表面安裝器件:軸向引線

穩壓管1N4745
1N4745穩壓二極管穩壓電壓值是16V的。
1N4745穩壓二極管主要參數為:
1.  穩定電壓:VZ=16V。
2.  穩定電流:Izt=15.5mA。
3.  最大穩定電流:Izm=57mA。
4.  耗散功率:1W。
電路分析
1、 RC橋式正弦波振蕩器(文氏電橋振蕩器)

圖11-1為R--C橋式正弦波振蕩器。其中RC串、并聯電路構成正反饋支路,同時兼作選頻網絡,R1、R2、RW及二極管等元件構成負反饋和穩幅環節。調節電位器RW,可以改變負反饋深度,以滿足振蕩的振幅條件和改善波形。利用兩個反向并聯二極管D1、D2正向電阻的非線性特性來實現穩幅。D1、D2采用硅管(溫度穩定性好),且要求特性匹配,才能保證輸出波形正、負半周對稱。R3的接入是為了削弱二極管非線性的影響,以改善波形失真。

電路的振蕩頻率
  
起振的幅值條件
≥2 
   式中Rf=RW+R2+(R3 // rD),rD — 二極管正向導通電阻。

  調整反饋電阻Rf(調RW),使電路起振,且波形失真最小。如不能起振,則說明負反饋太強,應適當加大Rf。如波形失真嚴重,則應適當減小Rf。

改變選頻網絡的參數C或 R,即可調節振蕩頻率。一般采用改變電容C作頻率量程切換,而調節R作量程內的頻率細調。

圖11-1  RC橋式正弦波振蕩器

  2、方波發生器

由集成運放構成的方波發生器和三角波發生器,一般均包括比較器和RC積分器兩大部分。圖11-2所示為由滯回比較器及簡單RC 積分電路組成的方波—三角波發生器。它的特點是線路簡單,但三角波的線性度較差。主要用于產生方波,或對三角波要求不高的場合。

電路振蕩頻率

  式中 R1=R1'+RW'   R2=R2'+RW"
方波輸出幅值    Uom=±UZ
三角波輸出幅值 

調節電位器RW(即改變R2/R1),可以改變振蕩頻率,但三角波的幅值也隨之變化。如要互不影響,則可通過改變Rf(或Cf)來實現振蕩頻率的調節。

圖11-2  方波發生器

  3、 三角波

如把滯回比較器和積分器首尾相接形成正反饋閉環系統,如圖11-3 所示,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。圖11-4為方波、三角波發生器輸出波形圖。由于采用運放組成的積分電路,因此可實現恒流充電,使三角波線性大大改善。


                  

圖11-3  三角波、方波發生器
  電路振蕩頻率   
   方波幅值       U′om=±UZ
  三角波幅值     
調節RW可以改變振蕩頻率,改變比值可調節三角波的幅值。


圖11-4 方波、三角波發生器輸出波形圖
原理圖
第三章 方案的實現
RC橋式信號發生器的基本簡介

RC正弦波振蕩電路是一種低頻振蕩電路,常用電阻和電容組成選頻回路,故這種結構的振蕩電路成為RC振蕩器。

這種運放正弦波振蕩器的工作不需要外加輸入信號。這種振蕩器就是利用正反饋和負反饋的某些組合把運放驅動到不穩定的狀態,這樣,輸出就不斷的來回翻轉。振蕩的頻率和幅度是通過圍繞中心運放的那些無源和有源元件共同設定的。運放振蕩器被限制在頻譜的低頻區,因為運放沒有足夠的帶寬,以實現高頻下的低相移。

RC振蕩器的基本組成
  常見的RC振蕩電路是RC串、并聯式正弦波振蕩電路,又稱文氏電橋正弦波振蕩電路。電路由放大電路,RC串、并聯網絡所構成,電路部分由同相比例放大電路組成,放大電路的輸出電壓與輸入電壓同相,輸入信號放大后,再經正反饋送回到輸入端。為了穩定輸出電壓的幅值,為此給電路加入穩幅環節,以穩定輸出電壓。放大電路—由集成運放和負反饋構成,調節負反饋的深度可以改變負反饋的反饋系數,從而調節放大電路的閉環電壓增益,使電壓增益滿足振蕩的幅度條件。RC串并聯選頻電路—構成正反饋,以產生自激振蕩,改變RC的值使電路輸出需要頻率的波形。~ 6 ~  3.3
RC橋式振蕩電路的起振條件
因為放大電路的開環電壓放大倍數為A=U0/Ui反饋電路的反饋系數為F=Uf/U0當Uf=Ui時,AF=1。因此自激振蕩的條件如下
(1)相位條件
反饋電壓Uf和輸入電壓Ui要相同,也就是說,電路必須構成正反饋,才能滿足相位平衡條件,電路才能自己振蕩。
(2)幅度條件
  要有足夠的反饋量,使反饋電壓信號與輸入信號在數值上相等,才能夠維持振蕩,,即幅度條件為:|AF|=1   相位條件和幅度條件是產生自激振蕩必不可少的兩個條件。需要注意的是,在實際的振蕩電路中,并不是通過開關起振的。由分析可以知道,為保證電路的起振,幅度條件必須滿足AF|>1。
2、集成運放在使用時應考慮的一些問題
   1) 輸入信號選用交、直流量均可, 但在選取信號的頻率和幅度時,應考慮運放的頻響特性和輸出幅度的限制。
2) 調零。為提高運算精度,在運算前, 應首先對直流輸出電位進行調零,即保證輸入為零時,輸出也為零。當運放有外接調零端子時,可按組件要求接入調零電位器RW,調零時,將輸入端接地,調零端接入電位器RW,用直流電壓表測量輸出電壓U0,細心調節RW,使U0為零(即失調電壓為零)。如運放沒有調零端子,若要調零,可按圖所示電路進行調零。
    一個運放如不能調零,大致有如下原因:① 組件正常,接線有錯誤。② 組件正常,但負反饋不夠強(RF/R1 太大),為此可將RF短路,觀察是否能調零。③ 組件正常,但由于它所允許的共模輸入電壓太低,可能出現自鎖現象,因而不能調零。為此可將電源斷開后,再重新接通,如能恢復正常,則屬于這種情況。④組件正常,但電路有自激現象,應進行消振。⑤組件內部損壞,應更換好的集成塊。
                 (a)                                    (b)
  調零電路

   3) 消振。一個集成運放自激時,表現為即使輸入信號為零, 亦會有輸出,使各種運算功能無法實現,嚴重時還會損壞器件。在實驗中,可用示波器監視輸出波形。為消除運放的自激,常采用如下措施
 ①若運放有相位補償端子,可利用外接RC補償電路,產品手冊中有補償電路及元件參數提供。②電路布線、元、器件布局應盡量減少分布電容。③在正、負電源進線與地之間接上幾十μF的電解電容和0.01~0.1μF 的陶瓷電容相并聯以減小電源引線的影響。
第四章 仿真與分析
第五章 測試
第六章測試結果分析

1.靜態調試

電路連接完成之后對電路進行調試和檢測,發現和糾正涉及方案的不足之處。

在調試和測試之前對電路進行檢查,對照原理圖按順序一一檢查,以免遺漏。以原件作為中心開始檢查,把每個元器件的引腳依次檢查,看是否有接錯線或漏接等問題,用萬用表適當的檔位對線路進行測試,觀察線路是否有短路或斷路等問題,若出現問題立刻進行改進。

2.動態調試

為了保證效果,減少誤差,提高精度需注意:1.正確使用測量儀器的接地端。2.儀器的帶寬必須大于被測電路的帶寬。3.測量電壓所用儀器的輸入端阻抗必須遠大于被測處的等效阻抗。因為若測量儀器輸入阻抗小,3.時,測量點不同,儀器內阻引起的誤差大小也不同。5.調試過程中不但要認真觀察和測量,還要記錄,進一步發現電路設計上的問題,完善設計方案。6.調試出現故障時要認真查找故障原因,不要一遇到問題就拆線重新安裝。

3.故障及誤差分析

1.測試電路觀測不到波形。原因分析:a.電路連接出現問題,例如:導線短路,未接地線或者電源線等;b.芯片為不合格品;c.雜波干擾,導致波形不能正常輸出。解決方案:a.仔細檢查電路,可通過借助萬用表等工具測試線路問題;b.換另一塊合格芯片c.添加濾波電路濾除雜波。

2.頻率增大時,正弦波和方波幅度不變,三角波幅度明顯減小。原因分析:積分電路的積分時間常數通常是保持不變的,隨著方波信號頻率的改變,積分電路輸出的三角波幅度將同時改變。解決方案:改變積分時間常數的大小。同步減小C1或者Rw1,延長積分時間。

3.三角波頂部或底部失真。原因分析:a.方波信號邊沿失真。b.積分電路時間常數選取不當。解決方案:a.在方波信號輸出端增加穩幅電路。b.改變積分時間常數的大小,或者選擇一大電阻(300K左右)與積分電容C1并聯,調節三角波線性度。

4.在方波及三角波正常輸出情況下,正弦波失真或輸出不正常。原因分析:a. 三極管連接錯誤或三極管已壞,導致波形不能輸出;b.測試線連接錯誤;c.滑動變阻器未調節好。解決方案:a.取出三極管將工作正常的三極管重新焊接好;b.修改輸出線路c.利用相關工具調節滑動變阻器使之處于正常輸出狀態。

5.在此通過對簡易信號發生器的設計和調試,發現其產生的正弦波、方波和三角波均存在不同程度的失真。為了改善頻率較大時方波產生的失真情況,采用高速率運放或者減小正弦波的頻率來解決。為了改善三角波的失真情況,采用增大積分電阻R或者積分電容C,也可以采用減小方波的幅值,即在過零比較器的輸出端接雙向穩壓管,限制輸出方波的幅度在一定范圍內。經過分析和改進,完善了簡易信號發生器的設計,改善了3種波形的失真情況。
4.實踐數據分析

實驗中測試結果與理論計算值存在一定的偏差,產生偏差原因主要是因為實際電路參數不可能完全與仿真參數一致。

雖然存在一定的誤差,但實驗結果可以近似對電路的特性做出表征,正弦振蕩電路中隨著可變電阻變化,正弦波輸出波形不斷發生變化,電路接入穩壓二極管時,隨著可變電阻變換,達到穩壓值波形幅度無法繼續增加,出現切頂切底的失真,去掉二極管時,波形幅度不斷增加,直至超出線性工作區而出現失真。

誤差分析:1.示波器,萬用表本身的準確度而造成的系統誤差。2.測的紋波電壓時示波器造成的誤差。3.測得輸出電阻時接觸點之間的微小電阻造成的誤差。



四、附件:原理圖

PCB圖、

實物圖

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51hei設計51hei.doc (6.69 MB, 下載次數: 30)

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