若何设想简易信号发作器?

访客2023-11-27 14:15:4815

写在前面:本文按照《模仿电子手艺简明教程》第三版的原理电路所造做而成的简易信号发作器,算是对书上内容的总结理论,完成办法不惟一。(本人处于正在进修阶段,若有错误,欢送斧正)

目前尝试原理写的较为简单,以后有空时再补上。

一、设想目标

1.完成简易信号发作器的造做,可以产生正弦波,方波,三角波

2.能够改动各类波形的频次,能够设置正弦波的幅度。(请参照原理部门)

3.别的的细节在原理里面解释

二、设想思绪

三个模块,各自将正弦波、方波、三角波完成后的电路通过多个开关控造,接入示波器。

三、尝试原理

1.正弦波发作电路

我那里接纳的是文氏电桥振荡电路,电路原理图如下

文氏电桥振荡电路

(1) 电路的振荡频次是f0=12πRCf_{0}=\frac{1}{2\pi RC} ,能够看出振荡频次和RC的值有关,若是想要改动频次,就需要对RC的值停止设置。

(2) 起振前提: 2R^{}">RF>2R′R_{F}>2R^{} ,详细仿实时能够通过调理 RFR_{F} 的值来使电路振荡。

其他关于电路的要求就不外多赘述,各人有需要能够自行百度。

(3) 在Multisim14里面的仿实电路图(741运算放大器的vcc和vee一般是接纳±15v,我那里固然用了±5v,问题应该也不大,仿实是没问题的,只是将正弦波幅值控造在10v之内。若是有问题能够换回15v试一试。但是实物就不晓得行不可了。。。下文的仿实电路同理。)

正弦波发作电路

起头运行后渐渐调理可调电阻,我那里设置0.1%每按一次,电路起振需要时间,详细仿实时能够先调多一点 R5R_{5} 的值,让它快速起振,那个时候波形会有一点失实,再将 R5R_{5} 的值调小一点,但必然要满足起振前提。按照原理,你能够设想本身需要的频次,改动RC值,要留意 ,C1=C2,R6=R7C_{1}=C_{2},R_{6}=R_{7} (详细原理能够百度)

仿实成果:

正弦波仿实成果

弥补部门:正弦波幅度值的控造(简单来说就是调整幅值)

上图的原理电路我们能够通过对电阻的调理实现频次的变革,接下来我们用一个比例放大电路来控造输出幅度。

比例放大电路的原理图

输出电压:uo=R2R1uiu_{o}=\frac{R_{2}}{R_{1}}u_{i}

Multisim14仿实图:

带有比例放大器的正弦波发作电路

在图中,我们能够看到,前一级的vpp为8.22v,那个8.22v是前一级输出正弦波峰峰值,其实只要电路起振,那个不随外部电路的变革而改动,根本能够为定值。那句话的意思是,R5是来调理起振前提的,只要电路起振后,怎么调理R5,波形会发作失实,但幅度根本维持在8.22v摆布,那应该和运算放大器的本身构造有关。详细的我也不太领会,若是有晓得的同窗,希望在评论区留下你的观点,先谢为敬!

后一级就是一个比例放大器,前一级的峰峰值我测出来了,搞一个822欧和一个100欧的电阻,比一下,刚好出来是1v。那只是理论仿实成果,详细实物的能够搞一个可调电阻渐渐调比例,能够减小误差,进步精准度。

仿实成果比照:

前一级和后一级波形比照

2.方波发作电路

矩形波发作电路

(1)电路构成:集成运放和电阻 R1R_{1} , R2R_{2} 构成滞回比力器,电阻R和电容C构成充放电回路,稳压管 VDZVD_{Z} 和电阻 R3R_{3} 的感化是钳位,将滞回比力器的输出电压限造在稳压管的不变电压值 ±UZ\pm U_{Z} 。

(2)工做原理:滞回比力器工做原理,电容充放电,必然前提下滞回比力器输出端发作跳变(不再赘述,详细内容书上和百度都能找得到)

(3)振荡周期: T=2RCln(1+2R1R2)T=2RCln(1+\frac{2R_{1}}{R_{2}}) ,和前面一样,要改动它的周期,改动那几个值就能够完成。

(4)Multisim14 仿实电路图

矩形波仿实电路

里面的各个值都能够按照本身需要设置,元件的型号按照本身需要选择,好比那个稳压管,改动周期的办法有良多,纷歧定局限于图中的可调电阻。

仿实成果

有点失实,但还在可控范畴内。按照原理,滞回比力器工做时,电容需要充放电,电容的大小决定了充放电的时间,若是关于那个波形不满意,能够将电容调小,再次仿实。

(5)进步部门:若是电路要求占空比可调,那电路能够稍做修改。

题外话:占空比就是方波正值的部门的时间t1比上整个方波的周期。

可调占空比的方波发作电路

输出波形的振荡周期: T=T1+T2=(2R+RW)Cln(1+2R1R2)T=T_{1}+T_{2}=(2R+R_{W})Cln(1+\frac{2R_{1}}{R_{2}})

矩形波的占空比: D=T1T=R+RW″2R+RWD=\frac{T_{1}}{T}=\frac{R+R_{W}^{}}{2R+R_{W}}

当 RWR_{W} 位于50%的时候,占空比为1:1

3.三角波发作电路

三角波发作电路

寡所周知,矩形波积分后可得三角波,将滞回比力器和积分器毗连起来就是三角波发作电路,上图就是那么完成的。

工做原理不再阐发了

(1)输出幅度: Uom=R1R2UZU_{om}=\frac{R_{1}}{R_{2}}U_{Z} ,通过改动那三个值,来调整三角波输出幅度

(2)振荡周期: T=4R1R4CR2T=\frac{4R_{1}R_{4}C}{R_{2}} ,通过改动那几个值,来调整周期。

(3)仿实电路图

三角波仿实电路图

和前面一样,改动参数值从而调整周期和幅度。

仿实成果

到那,三个模块的电路都完成了

下面我们将那三个模块合并,根本完成了要求

4.最末电路图

谢谢列位,若是对你有用无妨点个附和,码字不容易,还望喜好。

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