内容发布更新时间 : 2024/12/27 22:54:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

方波信号发生器的设计

1.电路组成

我们是通过反相器 7404 外加电阻和电容来产生频率可调、占空比可调 的方波信号的，由于要求的信号频率变化范围较大（100Hz~1MHz），所以电容 需要选用高精度的涤纶电容，大小为 0.0001uF，电路如图 1 所示。

图 1 方波产生原理图 2 电路工作原理

图中 R1、R2 和 R3 都是振荡电阻，但其作用不一样，R2 是用来调节频 率固定时方波的占空比，而 R3 则是用来调节方波的频率，C1 为振荡电容。由 于方波的频率其实就是由电容 C1 的充放电周期决定的，所以只要改变电容 C1 的充放电周期，就可以改变其频率了，通过电路就可以发现，当闭合开关 S1 和 S2，断开 S3 时，通过调节电阻 R3，电路就是一个频率可调的方波。从电路 我们也不难发现方波的占空比是由电容 C1 的充放电时间决定的，所以，要改 变输出电压的占空比，就必须使电容 C1 的正向和反向充电的时间常数不同， 即两个充电回路的参数不同。利用二极管的单向导电性可以引导电流流经不同 的通路，电路中，当闭合开关 S3，断开 S1 和 S2 时，调节电阻 R2，就可以改 变方波的占空比，由于此时电路的频率是由 R2 的总阻值决定的，所以改变电 阻 R2 并不能改变方波的频率，这样就可以得到一个占空比可调的方波信号。 3 电路参数设定及实验结果

电路中方波的振荡频率估算公式:f=0.455/RC1，由于要求方波的频率变 化范围为 100Hz~1MHz，所以电路电阻 R3 选用 10K，占空比调节时，我们选 用 20K 的可变电阻，此时方波频率固定为 260K 左右。图 2 所示为频率为

1.26M 时的方波波形，图 3 为高占空比时的波形，图 4 为低占空比时的波形。

最后，由于这个电路最后得出的是 0-5V 的方波，所以还需对其进行放 大去直流使其变成-5-5V 的方波。

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