波形发生器设计(频率、占空比、幅值可调)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了波形发生器设计(频率、占空比、幅值可调)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、正弦波信号发生器

1.电路原理图:
波形发生器设计(频率、占空比、幅值可调)
2.原理:

采用了文氏电桥的方法,通过自激振荡的方式出波。

其中R6,C1,R2,C2构成正反馈支路,令R1=R2=R,C1=C2=C,可以计算出正弦波的振荡频率f=1/2πRC。将文氏电路的电容值固定,电阻替换为可调电位器,这样我们就可以控制产生的正弦波的频率。注意:调节R2,R6时要让二者严格相等,否则产生波形会失真。

R5,R1,R4,D1,D2构成负反馈支路,反馈电组为Rf=R1+R5+R4//RD。R1,R5用于改善波形失真,R4用于限制和削弱二极管非线性引起的失真,D1,D2用于利用自身非线性特点调节电路的闭合放大倍数以稳定幅度。

起振条件:Avf=1+Rf/R3≥3,即RF≥2R3。

稳幅过程:输出电压减小->二极管电流减小->二极管电阻增大->反馈电阻增大->电压增益增大->输出电压增大。反之亦然,是输出电压幅度稳定。

3.波形图:
波形发生器设计(频率、占空比、幅值可调)

二、矩形波+锯齿波信号发生器

1.电路原理图:
波形发生器设计(频率、占空比、幅值可调)
2.原理:

该电路由一个迟滞比较器和一个积分电路构成,前者用于输出矩形波,后者用于输出锯齿波。

矩形波的幅值由稳压二极管来控制,锯齿波的幅值与矩形波的幅值之比等于R1/Rf

中间的Rp1同时控制矩形波和锯齿波的占空比,原理是Rp1上半部分控制积分电路上半部分的周期,下半部分控制积分电路下半部分的周期,因此Rp1上百分号显示的就是占空比,占空比为50%时,输出方波和三角波。

R5用于控制矩形波和锯齿波输出的频率,因此采用电位器。

3.波形图:
波形发生器设计(频率、占空比、幅值可调)
波形发生器设计(频率、占空比、幅值可调)

三、注意事项

  1. 正弦波失真

出现如下图失真时,可能是R2和R6不相等,或者R5+R1+R4的值过高或过低造成的。

波形发生器设计(频率、占空比、幅值可调)
  1. 矩形波及三角波失真

出现如下图失真时,是由于电流未能及时击穿稳压二极管,导致稳压二极管I-U曲线变化的速度过慢。

解决方法是减小限流电阻R2的值,或者调节R1与Rf的比值。

波形发生器设计(频率、占空比、幅值可调)
  1. 输出波形幅值可控的方法

采用传统电阻分压的方法会导致运放输出功率增大,可能会导致接入负载无法工作的情况,故不能采用。

应该考虑搭建运放的放大电路来解决输出电压幅值问题。如反向放大电路:

波形发生器设计(频率、占空比、幅值可调)

得到的波形为:

波形发生器设计(频率、占空比、幅值可调)

要注意,放大后的最大幅值与电源的输出功率有关,因此此种方法很容易出现削顶失真,变化范围尽量控制在小范围以内。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-487557.html

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