一種頻率可變的信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)

王 強(qiáng)

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，江蘇蘇州 215000

一種頻率可變的信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)

王 強(qiáng)

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，江蘇蘇州 215000

函數(shù)信號(hào)發(fā)生器可以使用分立元件晶體管或者集成電路實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)生方波、三角波和正弦波等波形，并且可以調(diào)整頻率。通過555定時(shí)器先產(chǎn)生方波，然后通過積分電路將方波變換成三角波，再由方波產(chǎn)生正弦波和五次諧波。本設(shè)計(jì)介紹了一種方波-三角波-正弦波-五次諧波的電路設(shè)計(jì)方案。

LM324；三角波；方波；正弦波；五次諧波

利用555芯片和四運(yùn)放324芯片，設(shè)計(jì)制作一個(gè)頻率可變的同時(shí)輸出方波、三角波、正弦波、五次諧波的電路。四種波形的頻率關(guān)系為滿足方波、三角波、正弦波和五次諧波的輸出頻率可調(diào)，輸出電壓幅值在1～5V之間。

1 555定時(shí)器

555定時(shí)器由兩個(gè)電壓比較器，一個(gè)放電開關(guān)T和一個(gè)基本RS觸發(fā)器組成。電壓比較器的參考電壓由電位器構(gòu)成分壓，它們分別使高電平比較器C1同相輸入端和低電平比較器C2的反相輸入端的參考電平為Vcc和Vcc。 DIS是控制電壓端，平時(shí)輸出Vcc作為比較器的參考電壓，當(dāng)555定時(shí)器有輸入電壓，即改變了比較器的參考電壓，從而實(shí)現(xiàn)對輸出端的控制。當(dāng)555定時(shí)器沒有電壓輸入時(shí)，通常接一個(gè)0.01F的電容，起濾波作用，用來消除外界的干擾，確保參考電壓的穩(wěn)定。通過555定時(shí)器可以輸出方波信號(hào)，其幅值為1V，頻率為40kHz～100kHz。方波產(chǎn)生電路如圖1所示。

圖1 555定時(shí)器方波產(chǎn)生電路

2 LM324

LM324為14腳四輸入集成運(yùn)算放大器芯片，采用雙列直插塑料封裝形式。芯片內(nèi)部有四個(gè)運(yùn)算放大器，并有相位補(bǔ)償電路。電路功耗比較小，工作電壓范圍比較廣，可以使用正負(fù)電源1.5V～15V工作，也可以使用正電源3～30V工作。運(yùn)放的輸入電壓可低至0V，輸出電壓范圍為0～Vcc。工作電源為四組運(yùn)放放大器同時(shí)供電，四組運(yùn)算放大器放相互之間可以單獨(dú)使用。每個(gè)運(yùn)算放大器由5個(gè)引腳組成，其中“+”和“-”為同相輸入端和反相輸入端，“V+”和“V-”為正、負(fù)工作電源端，“Vo”為輸出端。

3 信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)電路

3.1 三角波產(chǎn)生電路

積分電路是使輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的時(shí)間積分值成比例的電路。由電阻R和電容C構(gòu)成，若時(shí)間常數(shù)RC足夠大，外加電壓時(shí)，電容充電，電壓值慢慢上升。在t<

圖2 三角波產(chǎn)生電路

3.2 正弦波產(chǎn)生電路

正弦波電路采用RC 橋式正弦波振蕩器，RC組合電路構(gòu)成正反饋支路，并且組成選頻網(wǎng)絡(luò)，振蕩電路中同時(shí)含有負(fù)反饋和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。通過改變R值，可以調(diào)整負(fù)反饋的深度，以滿足振蕩的起振條件和改善正弦波的波形。正弦波電路的振蕩頻率為：

TN7

A

1674-6708（2015）150-0171-01

王強(qiáng)，碩士研究生，助理實(shí)驗(yàn)師，工作單位：蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，研究方向：電路設(shè)計(jì)，電力電子技術(shù)，信號(hào)與系統(tǒng)