【精品课件】信号发生器课件
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方波/三角波产生电路 频率fo =R2/(4R1RpC)
-12v
5
1
4
U1
2
3 UA741
6
7
12v
uo1
R3
2k
R2 20k
迟滞比较器
R1
SW1
C2
10u
SW-SPDT C1
1uf
Rp
Leabharlann Baidu
-12v
10k
D1
1N5235B
D2
1N5235B
7
4
U2
2 6
3 UA741
12v
积分电路
1
5
A
uo2
B
C
D
10k
3.1 RC文氏电桥正弦波振荡器的工作原理:
FuU Upo
3
j(
1
o)
o
文氏电桥振荡器由RC串并选频网络和同相放大器组成.其中RC串并 选频网络形成正反馈电路并决定RC振荡器的振荡频率fo：
电路的振荡频率: fo =1/(2πRC) (当R1=R2;C1=C2时) 当f=fo时: up与uo的相位差△φ=00 fumax=up/uo=1/3. Ra和Rb形成负反馈电路决定起振的幅值条件调节波形与稳幅控制.
AM
FM
恒流源由Q3.Q4. Re3. Re4与Rp3构成，为 差分放大器提供恒定 电流。
Io=Ri=
=Vee-0.7/(Rp3+Re4)
12V
+
-
R7(2) V=8.28483
SW2 Q1(B)
V=-0.00572449
R7 R8
15k
15k
R8(2) V=6.97652
Q1
2N2926
Q2
2N2926
调改1k0k
负变 反R
3.3 RC文氏电桥振荡电路
馈调
起频 文氏电桥振荡器：fo=1/2πRC；
振率 限
正反馈电路：RC串并选频网络决
幅 定RC振荡器的振荡频率fo。
负反馈电路：Ra和Rb决定起振条
件，调节波形与稳幅控制。
Rb并联D1.D2：正向非线性电阻
起振时：电阻大负反馈小；
振荡幅值大时：电阻小负反馈大，
整形限幅。
9%
D1 D2 R1 R3
10k 1N4007 1N4007
u1OP
C1
RVB
0.1u
32%
2
10k
RV1 C2
3
R2
0.1u
3k
7
4
1
5
-12v
U1
6
UA741
12v
调节Rw,使uo波形基本不失真 时,分别测量输出电压up.uo和振 荡频率fo,并记录表-1中.表-1文氏电桥振荡电路实验表
调频振 :fo 荡 器1
2CR1R2
电路参数 R1/k R2/k C/uf
频率fo/Khz 计算值 测量值
电压/v up uo1
up/uo1波形
1
0.1
1
0.2
4.1方波/三角波产生电路：由迟滞比较器与积分器首尾相串联构成。
电路输出频率fo =R2/(4R1RpC)；三角波输出电压： Uo2=Vz*R1/R2
5.用差分放大器做三角波/正弦波变换电路
5.1.三角波/正弦波变换原理：用差分对管的饱和与截止特性 进行变换：差分放大器电流恒定并要求：传输特性对称线性 区尽可能窄；三角波的幅值Vm应使输出接近晶体管的截止电 压；
5.2 差分放大器电路 主要由Q1Q2等构成。其中Re用于减小差放的线性区，
Rp2对称性调节，C3滤波电容。
C1
Re
R4
R5
100u 6.8k
Rp2 100
30k
V=-0.638869 RV3(2)
100
Q3
Rp1 10k
-12v
2N2926
R9
3k
C3
0.1u
C2
100u
A B C D
uo3 V=-1.3461
R11
6.8k
RV3(1) V=-0.638995
Q4
2N2926
RP3
Re4
10k
3k
6.1 用运放构成以RC振荡器为基础的函数信号发生器:根据信号 频率: fo =1/[2πC(R1*RP2)0.5]，三角波电压：uo=uiwT/(4RC) 等，分别计算电路有关参数并测量记录在表-3中。
4.2 方波/三角波变换电路的计算与测试：
计算信号频率与三角波电压幅值，用示波器观察并测量方波-三角波uof、 uo3波形。将实验数据记录在表-2中.
R1/k
表-2 信号产生 方波/三角波变换电路实验记录表
迟滞比较器
积分电路参数 频率fo/hz 三角波uo3/v
R2/k uo2/v 占空 Rp/k C/uf 计算 测量 计算 测量
2.函数信号发生器电路设计参考方案
2.1 RC文氏电桥振荡器产生正弦波，方波-三角波产生电路可正弦波振荡 器采用波形变换电路, 通过迟滞比较器变换为方波,经积分器获得三角波输 出。此电路的输出频率就是就是RC文氏电桥振荡器的振荡频率.
正弦波uo1
方波uo2
RC
正弦波震荡器
迟过滞压 比较器
积分器
三角波
3.2 RC文氏电桥振荡器实验要点:
①.在R1=R2=R,C1=C2=C时,振荡频率fｏ=1/(2πRC); ②.起振幅值条件:Avf1=(Ra+Rf)/Ra≧3.
即Rb/Ra ≧2. Rf=RW+(R3∥Rd) Rd:二极管正向电阻.
*电路调整的关键是：负反馈电路中的电位器RW的 细心调节， RW过大：输出方波！ RW过小：电路 不起振！
uo3
2.2用迟滞比较器与反相积分器首尾相串联构成方波-三角波产生电路，然
后，采用差分放大器，作为三角波—正弦波变换电路利用差分对管的饱和
与截止特性进行变换，此电路的输出频率就是就是方波-三角波产生电路
的频率.
方波uof
三角波uo3
迟滞 比较器
积分器
差分 放大器
正弦波
uoz
3. RC文氏电桥正弦波振荡电路
4.函数信号发生器设计 1.设计实验任务与要求：
设计采用运放（包括可用三极管）构成正 弦波.三角波.方波函数信号发生器。
给定Vcc=12V;Vee=-12V。 频率范围：150 ~1500hz 输出电压：方波upp≤14V;三角波upp≤8V；正弦 波upp>15V 波形特性：方波上升时间tr<30us;三角波非线性 系数r△<2%:正弦波非线性失真r5%
首先必须计算的文氏电桥振荡频率外，其次还要计算作方波三角波变换积分 电路的参数，使其积分电路的R3C3之积＞ 正弦波振荡电路的R1C1之积！ 否则，可能影响三角波形的正常输出！
图- 4 RC振荡函数信号发生器
振荡器 正弦波
SW1
SW-SPDT
R1' R1
10k 1k
表-3 函数信号发生器实验表
波形
正弦波
方波
三角波
电路
1RC振荡电路
2比较电路
3积分电路
参数 R1 Rp1 C
f uo1 Rp2+ 正频 负频 uo2 Rp3 C3 uo3
1 3k 3k 0.1
45%
2 3K 30K 0.1
50%
3 30K 40K 0.1
60%
设计实验电路参数注意：采用RC振荡正弦波/方波/三角波输出方案，
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迟滞比较器
R1
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C2
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SW-SPDT C1
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积分电路
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3.1 RC文氏电桥正弦波振荡器的工作原理:
FuU Upo
3
j(
1
o)
o
文氏电桥振荡器由RC串并选频网络和同相放大器组成.其中RC串并 选频网络形成正反馈电路并决定RC振荡器的振荡频率fo：
电路的振荡频率: fo =1/(2πRC) (当R1=R2;C1=C2时) 当f=fo时: up与uo的相位差△φ=00 fumax=up/uo=1/3. Ra和Rb形成负反馈电路决定起振的幅值条件调节波形与稳幅控制.
AM
FM
恒流源由Q3.Q4. Re3. Re4与Rp3构成，为 差分放大器提供恒定 电流。
Io=Ri=
=Vee-0.7/(Rp3+Re4)
12V
+
-
R7(2) V=8.28483
SW2 Q1(B)
V=-0.00572449
R7 R8
15k
15k
R8(2) V=6.97652
Q1
2N2926
Q2
2N2926
调改1k0k
负变 反R
3.3 RC文氏电桥振荡电路
馈调
起频 文氏电桥振荡器：fo=1/2πRC；
振率 限
正反馈电路：RC串并选频网络决
幅 定RC振荡器的振荡频率fo。
负反馈电路：Ra和Rb决定起振条
件，调节波形与稳幅控制。
Rb并联D1.D2：正向非线性电阻
起振时：电阻大负反馈小；
振荡幅值大时：电阻小负反馈大，
整形限幅。
9%
D1 D2 R1 R3
10k 1N4007 1N4007
u1OP
C1
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0.1u
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RV1 C2
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调节Rw,使uo波形基本不失真 时,分别测量输出电压up.uo和振 荡频率fo,并记录表-1中.表-1文氏电桥振荡电路实验表
调频振 :fo 荡 器1
2CR1R2
电路参数 R1/k R2/k C/uf
频率fo/Khz 计算值 测量值
电压/v up uo1
up/uo1波形
1
0.1
1
0.2
4.1方波/三角波产生电路：由迟滞比较器与积分器首尾相串联构成。
电路输出频率fo =R2/(4R1RpC)；三角波输出电压： Uo2=Vz*R1/R2
5.用差分放大器做三角波/正弦波变换电路
5.1.三角波/正弦波变换原理：用差分对管的饱和与截止特性 进行变换：差分放大器电流恒定并要求：传输特性对称线性 区尽可能窄；三角波的幅值Vm应使输出接近晶体管的截止电 压；
5.2 差分放大器电路 主要由Q1Q2等构成。其中Re用于减小差放的线性区，
Rp2对称性调节，C3滤波电容。
C1
Re
R4
R5
100u 6.8k
Rp2 100
30k
V=-0.638869 RV3(2)
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Q3
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C3
0.1u
C2
100u
A B C D
uo3 V=-1.3461
R11
6.8k
RV3(1) V=-0.638995
Q4
2N2926
RP3
Re4
10k
3k
6.1 用运放构成以RC振荡器为基础的函数信号发生器:根据信号 频率: fo =1/[2πC(R1*RP2)0.5]，三角波电压：uo=uiwT/(4RC) 等，分别计算电路有关参数并测量记录在表-3中。
4.2 方波/三角波变换电路的计算与测试：
计算信号频率与三角波电压幅值，用示波器观察并测量方波-三角波uof、 uo3波形。将实验数据记录在表-2中.
R1/k
表-2 信号产生 方波/三角波变换电路实验记录表
迟滞比较器
积分电路参数 频率fo/hz 三角波uo3/v
R2/k uo2/v 占空 Rp/k C/uf 计算 测量 计算 测量
2.函数信号发生器电路设计参考方案
2.1 RC文氏电桥振荡器产生正弦波，方波-三角波产生电路可正弦波振荡 器采用波形变换电路, 通过迟滞比较器变换为方波,经积分器获得三角波输 出。此电路的输出频率就是就是RC文氏电桥振荡器的振荡频率.
正弦波uo1
方波uo2
RC
正弦波震荡器
迟过滞压 比较器
积分器
三角波
3.2 RC文氏电桥振荡器实验要点:
①.在R1=R2=R,C1=C2=C时,振荡频率fｏ=1/(2πRC); ②.起振幅值条件:Avf1=(Ra+Rf)/Ra≧3.
即Rb/Ra ≧2. Rf=RW+(R3∥Rd) Rd:二极管正向电阻.
*电路调整的关键是：负反馈电路中的电位器RW的 细心调节， RW过大：输出方波！ RW过小：电路 不起振！
uo3
2.2用迟滞比较器与反相积分器首尾相串联构成方波-三角波产生电路，然
后，采用差分放大器，作为三角波—正弦波变换电路利用差分对管的饱和
与截止特性进行变换，此电路的输出频率就是就是方波-三角波产生电路
的频率.
方波uof
三角波uo3
迟滞 比较器
积分器
差分 放大器
正弦波
uoz
3. RC文氏电桥正弦波振荡电路
4.函数信号发生器设计 1.设计实验任务与要求：
设计采用运放（包括可用三极管）构成正 弦波.三角波.方波函数信号发生器。
给定Vcc=12V;Vee=-12V。 频率范围：150 ~1500hz 输出电压：方波upp≤14V;三角波upp≤8V；正弦 波upp>15V 波形特性：方波上升时间tr<30us;三角波非线性 系数r△<2%:正弦波非线性失真r5%
首先必须计算的文氏电桥振荡频率外，其次还要计算作方波三角波变换积分 电路的参数，使其积分电路的R3C3之积＞ 正弦波振荡电路的R1C1之积！ 否则，可能影响三角波形的正常输出！
图- 4 RC振荡函数信号发生器
振荡器 正弦波
SW1
SW-SPDT
R1' R1
10k 1k
表-3 函数信号发生器实验表
波形
正弦波
方波
三角波
电路
1RC振荡电路
2比较电路
3积分电路
参数 R1 Rp1 C
f uo1 Rp2+ 正频 负频 uo2 Rp3 C3 uo3
1 3k 3k 0.1
45%
2 3K 30K 0.1
50%
3 30K 40K 0.1
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设计实验电路参数注意：采用RC振荡正弦波/方波/三角波输出方案，