低频信号发生器设计

低频信号发生器设计报告

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一、设计任务

设计一个低频信号发生器要求：

1、正弦波、方波、矩形波、三角波、锯齿波可选，占空比可调

2、幅度10mv～1v可调

3、频率1kHz～3kHz可调

二、方案选择

1 方案一∶采用传统的直接频率合成器。这种方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频

率合成器的结构复杂、体积庞大、成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的

频谱纯度。

2 方案二∶采用锁相环式频率合成器。利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需要频率上。这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了量的滤波器，有利于集成化和小型化。但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率相信都很难控制。

3 方案三：采用8038单片压控函数发生器，8038可同时产生正弦波方波和三角波。改变8038的调制电压，可以实现数控调节，其振荡范围为0.001Hz～300KHz。

因此，选择方案三（上述方案均来自于网上的论文）

三、元、器件参数选择

图3.1低频信号设计电路图

1、电源的选择

由8038特性可知，8038的工作电压在5V~15V ±±之间，所以可以选择我们之前做的电源进行提供工作环境。即工作电压选择10V ±。

2、512R R 与的选择

当512R R 与相等时，输出三角波；512R R 与不相等时，输出锯齿波 由8038A 说明书得，R R A

A Vcc R R Vcc 5121.R1I =⨯+=

由说明书得mA 1uA 1I A 〈〈 得1010-10R 103A 6-+->>+-R V A R RA=RB=5.7K

所以，取512R =R =1K ，Rv3=4.7K

3、电容的选取

A B 13

1,2112033

202033220113221111I I 222B A C A B t C C C A C B A C A A B A A B A

R A B A A

A V V V V V V V V I d C I I I I I V I t V V C C C t t I I I C T t t I I I V V I I I I R τ+-+-+-=-===-==-===-=+=+-=+===--⎰充放充放（），即在，之间变化，由得当电容充电时充电时电流

当电容放电时电流

因此，（），（）

锯齿波周期：（）当输出方波时，，

A R R V V +- 5959

2402033331031014040 2.04102200p 221010v 0155v 3.3422.0410********p A A R R R R R A A R R R R C C V V V V V V V V f T R C R C C C F V f V f KHz C F +++--=-----====⨯==⨯=====⨯⨯⨯=所以，（）

（）（）（）振荡频率

暂取

验证：

当

时 当时由此可见，可以满足我们的要求。

（计算公式来自于实验指导书中）

4、分压器件RV4的选择

为了使输出电压幅值可以进行调节，我在信号的输出端加上一个滑动变阻器进行分压调节，该滑动变阻器可以自由选取，只要能起到分压作用就行，在这里我们选择1k 的。

5、其他元器件的选择

（1） RV6和RV7一般选取100k

（2）R9、R10一般选取10k（这两部分只是进行失真度的调节，数值不必可以要求）

（3）RV5一般选择10K，R8选择20k。

（4）输出电阻R10一般选取10k。

四、仿真结果

1、根据仿真进行调节管脚1，和管教12的电位器可将输出波形调到不失真。

2、调节电位器RV4可将输出幅值在要求范围内进行调节。

3、通过调节RV5、RV3可将输出频率和占空比在要求范围内进行调节。

结果完全符合实际要求。