三角波锯齿波信号发生器
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)
1 频率: f0= T
占空比:D=T1/T=50%
2. 矩形波信号发生器
VD1 RP RP1 RP2 R3 + R1
VDZ
VD2 R
uC
C
un
∞
+
△
-
u0
± Uz
up
R2
矩形波信号发生器
工作原理——与上例基本相同。只是电容C充电时常数为: (RP1+R)C;电容C放电时常数为(RP2+R)C; 于是形成占空比γ可调的矩形波输出信号发生器
1)uo1=+UZ 时→ u o
当
uo
R2 U Z U F R1
1
U 1 u o1 dt Z dt RC RC
→uo↓→
→uP1=0→uo1由+UZ翻转为
-UZ 。
Z dt 2)uo1=-UZ→ u o RC u o1dt U ↑→uo↑→ RC
t
o
- UF - UZ T1 T2 (2) RP1=RP2, D =50% (b)
t
o
- UF - UZ T1 T2 (3) RP1>RP2, D >50% (c)
t
R2 其中: T1=(R+RP1)Cln(1+2 ) R1 R2 T2=(R+RP2)Cln(1+2 ) R1
输出矩形波的周期: T=T1+T2=(2R+RP038构成的函数信号发生器电路如图所示。
-VEE C 100k 14 13 12 11 10 9 8 10k 10k 5G8038 1 2 3 4 5 6 7 10k 100k 4.7k 1k 4.7k 0.01μF 三角波/锯齿波 输出端 正弦波输出端 +VCC 集成函数信号发生器5G8038的应用电路 20k R 方波/矩形波 输出端
R2 R1
)
6-5-2 三角波/锯齿波信号发生器
1. 三角波信号发生器
uC
C R3
∞
- A+ + 1
R1
R4
uo1
VDZ
R
up1
R2
±UZ
- A+ + 2
R5
∞
△
△
uo
三角波信号发生器
电路构成——1)过零电压比较器:A1及R1~R4、VDZ构成;
2)积分器:A2及R、C、R5构成。
工作原理——电路刚接通电源时(设t=0时刻),比较器的输出电 压uo1可能是+UZ也可能是-UZ ,任意假设一种情 况,并不会影响讨论结果。 假设:在t=0时,uo1=+UZ ,且uC(0)=0。
2
缓冲器 I
2
9
11 -VEE ICL8038 内部电路图
管脚功能——1)6、11脚:接+10V、-10V直流电压源 (+VCC、-VEE); 2)2脚:正弦波输出端; 3)3脚:三角波和锯齿波输出端; 4)9脚:方波和矩形波输出端,并且9脚需要通 过外接一只电阻R连接正电源+VCC,R叫做 上拉电阻; 5)1、12脚:正弦波失真度调节端,通过改变 外接电位器可以改善正弦波的失真度; 6)4、5脚:接电位器,调整三角波/锯齿波的 上升与下降时间; 7)8、7脚:频率调节电压输入端和输出端,一 般可将此二脚直接相联,并通过外接电位器 调节输出信号的频率; 8)13、14脚:空置端。
课后小结——见黑板
复习及提问:1.石英晶体的特性? 2.石英晶体振荡器与普通振荡器相比其优点 为何? 思考题: 1.什么叫做函数信号发生器? 2.方波与矩形波的区别是什么? 3.典型的集成函数信号发生器的型号是什么?它可以产生 哪些波形输出? 作业题:P108 3、4、5、6 预习:完成本章小结
6-5-3 集成函数信号发生器
——国产5G8038单片函数波形发生器,可产生精度较高的正
弦波、方波、矩形波、三角波、锯齿波等多种信号。
1.5G8038管脚排列与功能(内部电路如下图ICL8038做参考)
正弦波失真调节 正弦波输出端 三角波/锯齿波输出端 外接电阻Ra 占空比调节 外接电阻Rb 正电源(+Vcc) FM偏置输出 1 2 3
up=un时,输出电平翻转,并且注意到
R2 U Z= U F , 当u0 U Z时 R1 R2 up= R2 U Z U F , 当u0 -U Z时 R1 R2
输出为方波——因C充、放电常数均为RC,故T1=T2, 周期:
R2 T=T1+T2 =2RCln(1+2 R 1
uo
如此循环下去,就在输出端产生了三角波电压,如下图所示。
R2 U Z U F R1
时→uP1=0→uo1由-UZ翻为+UZ 。
uo1
+UZ
o
-UZ
+ UF
t
u0
o
- UF 三角波信号发生器的波形图
t
三角波的周期与频率——
R2 T=4RC R1
R1 f 4RCR2
2.锯齿波信号发生器
§6-5 函数信号发生器
学习要点:
•方波/矩形波发生器结构及相关参数计算
•了解集成函数信号发生器8038的使用
函数信号发生器
6-5-1 方波/矩形波信号发生器 6-5-2 三角波/锯齿波信号发生器 6-5-3 集成函数信号发生器 退出
——既能产生正弦波又能产生三角波、方波等非正弦输出信
号的电路
6-5-1 方波/矩形波信号发生器
5G8038
14 13 12 11 10 9 8
空 空 正弦波失真调节 负电源(-VEE)或接地 外接电容C 方波/矩形波输出端 FM扫描输入
4 5 6 7
集成函数信号发生器5G8038管脚排列及功能
R I1 10 R
比较器B 比较器A
6 +Vcc
S
R
缓冲器 C S R Q FF Q S R
3
正弦波变换
1) 当RP1<RP2 时,占空比D=T1/T<50%,波形见下图a;
2) 当RP1=RP2 时,占空比D=T1/T=50%,波形见下图b;
3) 当RP1>RP2 时,占空比D=T1/T>50%,波形见下图c。
+ UZ +UF
u0
uC
+ UZ +UF
u0
uC
+ UZ +UF
u0
uC
o
- UF - UZ T1 T2 (1) RP1<RP2, D <50% (a)
1.方波信号发生器
R un ∞ + R3 R1 VDZ R2 方波信号发生器 ±Uz
△
uC C
+ up
u0
UZ UF o UF UZ UZ o UZ
uC t T1 T2 t
u0
方波信号发生器的波形图
运放构成电压比较器的输出电压有两种情况——
, 当u p u n 时 U Z u0= , 当u p u n 时 U Z
VD1 RP1 C
R3
∞
R4
u01
RP
△
+
△
-
A1
+
VD2
VDZ
RP2 ± UZ
∞
+
R5
A2
+
uo
up1
R2 R1
锯齿波信号发生器
工作原理——与三角波发生器基本相同,只是 1)当uo1=+UZ时, VD1导通、VD2截止; 2)而当uo1=-UZ时,VD2导通、VD1截止; 于是调节RP1、RP2可形成上升斜边与下降斜边不相 等的三角波(即锯齿波)