集成运放组成的波形发生器.ppt

第二部分 由集成运放组成的 波形发生器 1 正弦波振荡电路 2 非正弦波振荡电路 1 正弦波振荡器 1.1 正弦波振荡器的组成 1.2 产生正弦波振荡的条件 1.3 起振条件和稳幅环节 1.4 RC文氏桥正弦波振荡器 1.2 产生正弦波的条件 1.3 起振条件和稳幅环节 1.4 RC文氏桥振荡电路 (1) RC文氏桥振荡电路的构成 RC文氏桥振荡电路如图1 所示，RC 串并联网络是正反馈网络，另外还增加了R3和R4负反馈网络。 (2) RC文氏桥振荡电路的稳幅过程 RC文氏桥振 荡电路的稳幅作用 是靠热敏电阻R4实 现的。R4是正温度 系数热敏电阻，当 输出电压升高，R4上所加的电压升高，即温度升高，R4的阻值增加，负反馈增强，输出幅度下降。反之输出幅度增加。若热敏电阻是负温度系数，应放置在R3的位置。见图1。 附１ 电压比较器 * 固定幅度比较器 * 滞回比较器 常工作在开环或正反馈状态。 开关特性，因开环增益很大，比较器的输出只有高电平和低电平两个稳定状态。 非线性，因大幅度工作，输出和输入不成线性关系。 附3：由555构成的矩形波信号产生电路 附4：由石英晶体构成的矩形波信号产生电路 附5：由单片机构成的信号产生电路 设计任务一：函数信号发生器的设计 1、设计任务： 利用LM324构成正弦波、方波、三角波函数信号发生器 给定条件:（1）给定VCC=+9V、VEE=-9V; （2）用万能板搭接电路。 要求性能指标：在2k?负载条件下，输出信号 （1）正弦波：VPP≥10V; 方波： VPP≤14V； 三角波： VPP≤8V （2）频率范围：200Hz~5KHz范围内连续可调 （3）波形无明显失真 结果提交： （1）完成电路原理设计、实物焊接调试； （2）完成实物性能指标测试：测试数据、波形具体参数； （3）按专题一报告要求完成相应的设计报告。 * 　　其中选频网络由R、C和L、C或石英晶体等电抗性元件组成。振荡器也常因此而命名。 1.放大电路 2.正反馈网络 3.选频网络 4.稳幅电路 1.1 正弦波发生电路的组成 ?AF = ?A+? F= ?2n? 图11.01 振荡器的方框图 右图所示电路若满足： 振荡条件： 幅度平衡条件： 相位平衡条件： 则电路产生振荡． 起振条件： 稳幅环节： 由于　　　 ,起振后就要产生增幅振荡，需要靠三极管大信号运用时的非线性特性去限制幅度的增加，这样电路必然产生失真。这就要靠选频网络的作用，选出失真波形的基波分量作为输出信号，以获得正弦波输出。也可以在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以调节放大电路的增益，从而达到稳幅的目的。 C1、R1和C2、R2正反馈支路与R3、R4负反馈支路正好构成一个桥路，称为文氏桥。 图1 RC文氏桥振荡电路 当C1 =C2、R1 =R2时: 为满足振荡的幅度条件 　　，所以Af≥3。加入R3、R4支路，构成串联电压负反馈。 ?F=0? (a) 稳幅电路 (b) 稳幅原理图 图11.04 反并联二极管的稳幅电路 采用反并联二极管的稳幅电路如图11.04所示。 电路的电压增益为 式中 Rp是电位器上半部的电阻值，Rp是电位器下半部的电阻值。R3= R3 // RD，RD是并联二极管的等效平均电阻值。 当Vo大时，二极管支路的交流电流较大，RD较小，Avf较小，于是Vo下降。由图(b)可看出二极管工作在C、D点所对应的等效电阻，小于工作在A、B点所对应的等效电阻，所以输出幅度小。 二极管工作在A、B点，电路的增益较大，引起增幅过程。当输出幅度大到一定程度，增益下降，最后达到稳定幅度的目的。 1 方波发生电路 2 三角波发生电路 3 锯齿波发生电路 2 非正弦波发生电路 方波发生电路是由滞回比较电路和RC定时电路构成的，电路如图2.1所示。 (1)工作原理 电源刚接通时, 设 电容C充电， 升高。参阅图2.2。 图2.1 方波发生器 2.1 方波发生电路 当 时， ，所以 电容C放电， 下降。 当 ， 时，返回初态。 方波周期Ｔ用过渡过程公式可以方便地求出 图2.2