低频函数信号发生器设计实验报告 精品 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/6/16 3:21:49星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

低频函数信号发生器设计实验报告

实验报告

课程名称: 电子系统综合设计 指导老师: 周箭 成绩: 实验名称:低频函数信号发生器(预习报告)实验类型: 同组学生姓名:

一、 课题名称

低频函数信号发生器设计

二、 性能指标

(1) 同时输出三种波形:方波,三角波,正弦波;

(2) 频率范围:10Hz~10KHz;

(3) 频率稳定性:;

(4) 频率控制方式:

① 改变RC时间常数;

② 改变控制电压V1实现压控频率,常用于自控方式,即F=f(V1),(V1=1~10V); ③ 分为10Hz~100Hz,100Hz~1KHz,1KHz~10KHz三段控制。

(5) 波形精度:方波上升下降沿均小于2μs,三角波线性度δ/Vom<1%,正弦波失真度

低频函数信号发生器设计实验报告

(6) 输出方式:

a) 做电压源输出时

输出电压幅度连续可调,最大输出电压不小于20V

负载RL=100Ω~1KΩ时,输出电压相对变化率ΔVO/VO<1% b) 做电流源输出时

输出电流幅度连续可调,最大输出电流不小于200mA 负载RL=0Ω~90Ω时,输出电流相对变化率ΔIO/IO<1% c) 做功率源输出时

最大输出功率大于1W(RL=50Ω,VO>7V有效值) 具有输出过载保护功能

三、 方案设计

根据实验任务的要求,对信号产生部分,一般可采用多种实现方案:如模拟电路实现方案、

数字电路实现方案、模数结合的实现方案等。

数字电路的实现方案

一般可事先在存储器里存储好函数信号波形,再用D/A转换器进行逐点恢复。这种方案的波形精度主要取决于函数信号波形的存储点数、D/A转换器的转换速度、以及整个电路的时序处理等。其信号频率的高低,是通过改变D/A转换器输入数字量的速率来实现的。

数字电路的实现方案在信号频率较低时,具有较好的波形质量。随着信号频率的提高,需要提高数字量输入的速率,或减少波形点数。波形点数的减少,将直接影响函数信号波形的质量,而数字量输入速率的提高也是有限的。因此,该方案比较适合低频信号,而较难产生高频(如>1MHz)

低频函数信号发生器设计实验报告

信号。

模数结合的实现方案

一般是用模拟电路产生函数信号波形,而用数字方式改变信号的频率和幅度。如采用D/A转换器与压控电路改变信号的频率,用数控放大器或数控衰减器改变信号的幅度等,是一种常见的电路方式。

模拟电路的实现方案

是指全部采用模拟电路的方式,以实现信号产生电路的所有功能。由于教学安排及课程进度的限制,本实验的信号产生电路,推荐采用全模拟电路的实现方案。

模拟电路的实现方案有几种:

①用正弦波发生器产生正弦波信号,然后用过零比较器产生方波,再经过积分电路产生三角波。但要通过积分器电路产生同步的三角波信号,存在较大的难度。原因是积分电路的积分时间常数通常是不变的,而随着方波信号频率的改变,积分电路输出的三角波幅度将同时改变。若要保持三角波输出幅度不变,则必须同时改变积分时间常数的大小,要实现这种同时改变电路参数的要求,实际上是非常困难的。

② 由三角波、方波发生器产生三角波和方波信号,然后通过函数转换电路,将三角波信号转换成正弦波信号,该电路方式也是本实验信号产生部分的推荐方案。这种电路在一定的频率范围内,具有良好的三角波和方波信号。而正弦波信号的波形质量,与函数转换电路的形式有关,这将在后面的单元电路分析中详细介绍。

四、 单元电路分析

1、三角波,方波发生器

由于比较器+RC电路的输出会导致VC线性度变差,故采用另一种比较器+积分器的方式