函数信号发生器的设计规划与制作.docVIP

函数信号发生器的设计与制作 实验任务与要求 要求所设计的函数信号发生器能产生方波、三角波、正弦波 要求该函数信号发生器能够实现频率可调 实验目的： 1: 进一步巩固简熟悉易信号发生器的电路结构及电路原理并了解波形的转变方法； 2：学会用简单的元器件及芯片制作简单的函数信号发生器，锻炼动手能力； 3：学会调试电路并根据结果分析影响实验结果的各种可能的因素 实验方案 采用555组成的多谐振荡器 555定时器产品有TTL型和CMOS型两类。TTL型产品型号的最后三位都是555，CMOS型产品的最后四位都是7555，它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。 555定时器的电路如图9-28所示。它由三个阻值为5k?的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电晶体管T、与非门和反相器组成。 555定时器原理图 分压器为两个电压比较器C1、C2提供参考电压。如5端悬空（也可对地接上0.01uF左右的滤波电容），则比较器C1的参考电压为，加在同相端；C2的参考电压为，加在反相端。 u11是比较器C1的信号输入端，称为阈值输入端；u12是比较器C2的信号输入端，称为触发输入端。 ￣RD 是直接复位输入端。当￣RD 为低电平时，基本RS触发器被置0，晶体管T导通，输出端u0为低电平。 u11和u12分别为6端和2端的输入电压。当u11，u12 时，C1输出为低电平，C2输出为高电平，，基本RS触发器被置0，晶体管T导通，输出端u0为低电平。 当u11，u12 时，C1输出为高电平，C2输出为低电平，基本RS触发器被置1，晶体管T截止，输出端u0为高电平。 当u112/3Ucc，u121/3Ucc 时，基本RS触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。 综上所述，可得555定时器功能如表所示。 555定时器的电路功能 输 入 输 出 阀值输入（V11） 触发输入（V12） 复位(￣RD) 输出(V0) 放电管T × × 0 1 1 1 0 1 0 不变 导通 截止 导通 不变 实验原理 波形转变框架图 思路 积分器（低通滤波） 积分器波 ﹍ 555定时器接成多谐振荡器工作形式R2→R3→RP→C2向电容C2充电，当V c从上升到时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，在输出端得到一个周期性的矩形波。 ㈠555定时器接成多谐振荡器工作形式R2→R3→RP→C2向电容C2充电，当V c从上升到时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，在输出端得到一个周期性的矩形波。 电容C2放电所需的时间为： Tpl=(R3+RP’)C2㏑2 1-1 电容C2充电所需的时间为： Tph=(R3+R2+RP’)C2㏑2 1-2 占空比= 1-3 振荡频率f= 1-4 ㈡积分电路 电路的时间常数R*C，构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度。Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,当t=to时，Uc=Oo.随后C充电，由于RC≥Tk,充电很慢，所以认为Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故 　　Uo=(1/c)∫icdt=(1/RC)∫Uidt 　　这就是输出Uo正比于输入Ui的积分（∫Uidt） RC电路的积分条件：RC≥Tk1、电路的组成  所谓的低通滤波器就是允许低频信号通过，而将高频信号衰减的电路，RC低通滤波器电路的组成如图所示。 2、电压放 令 ，则C低通电路的频响特性的模和幅角为RC低通电路的幅频特性 RC低通电路的相频特性 发光二极管VD用作电源指示C1是电源滤波电容C2为定时电容，C2的充电回路是R2→R3→RP→C2；C2的放电回路是C2→RP→R3→IC的7脚(放电管)。由于R3+RP》R2，所以充电时间常数与放电时间常数近似相等，由的3脚输出的是近似对称方波。按图所示元件参数，其频率为，调节电位器RP可改变振荡器的频率。方波信号经R4、C5积分网络后，输出三角波。三角波再经R5、C6能够让低频信号通过而不让中、高频信号通过的电路，其作用是滤去音频信号中的中音和高音成分，增强低音成分，输出近似的正弦波。，该信号发生器如图所示电路可同时产生方波、三角波、正弦波并输出，特别适合电子