函数信号发生器设计-(2).ppt

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1、函数信号发生器成员：12信息：任璐，陶凯凯，顾恒佳，叶雨凡12通信：陈洁，薛阳，吴俊杰，殷铭，王涛，封权，朱逸文，王生钱，陈玉婷，王双龙函数信号发生器的简介：函数信号发生器是一种宽带频率可调的多波形发生器，他可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等。由于其输出波形均可用数学函数描述，故得名函数信号发生器。现代函数信号发生器一般具有调制和VCO控制的功能。它是一种不可缺少的通用信号发生器，可以用于生产测试，仪器维修和实验，应用领域十分广泛。函数信号发生器的构成方式很多，通常以某种波形为第一波形，作为主振器，然后利用第一波形导出其他波形。根据主振器的性质和

2、特点，我们将函数信号发生器的构成方式分为三种类型。1.正弦式函数信号发生器2.脉冲式函数信号发生器3.三角式函数信号发生器比较器差分放大器输出级方波形成积分器原理框图：电路原理图：方波发生电路：电路由反向输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压U0=+Uz，则同相输入端电位Up=+UT．U0通过R3对电容C正向充电。反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；但是，一旦Un=+Ut，再稍增大，U0从+Uz跃变为-Uz，与此同时，Up从

3、+Ut变为-Ut。随后，U0又通过R3对电容C反向充电。Un随时间逐渐增长而减低，当t趋于无穷大，Un趋于-Uz；但是，一旦Un=-Ut，再减小，U0就从-Uz跃变为+Uz，Up从-Ut跃变为+Ut，电容又开始正相充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。方波---三角波转换电路：运算放大器A1与R1、R2、及R3、RP1组成电压比较器，C1为加速电容。运算A2与R4、RP2、C2及R5组成反向积分器，起输入信号为方波U01，则积分器的输出U02为若满足：可得：若满足：可得：方波--三角波的频率f为：三角波---正弦波转换电路：三角波--正弦波的变

4、换电路主要由差分放大电路来完成。差分放大器具有工作点稳定、输入阻抗高、抗干扰能力强等优点。特别是在作直流放大器的时候，可以有效地抑制零点漂移，因此可以将频率很低的三角波转换成为正弦波。波形交换的原理是利用了差分放大器传输特性曲线的非线性。传输特性曲线的表达式为：其中:（1）（2）差分放大器的恒定电流（3）温度的电压当量，当室温为时，性能指标：输出波形：方波、三角波、正弦波。频率范围:在10—10000Hz范围内可调。输出电压：方波Up<=24V，三角波Up=8V，正弦波Up>1V函数信号发生器能产生某些特定的周期性时间函数波形(如正弦波、方波、三角波

5、、锯齿波和脉冲波等)信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。如在通信、广播、电视系统中，都需要射频(高频)发射，这里的射频波就是载波，把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。应用领域：多种型号的函数信号发生器：（1）XD-11型函数信号发生器频率:1HZ~1MHZ,输出电压的峰值大于5V，正弦波失真度小于0.1%，输出正弦波、脉冲波、尖脉波、锯齿波等。（2）XD8B型函数信号发生器(超低频信号发生器)

6、频率：0.01HZ~100KHZ,最大输出电压为15V，正弦波失真及三角波非线性均小于1%，能输出正弦波，方波，三角波，锯齿波等7种波形。（3）XD-17型信号发生器（宽带函数信号发生器）频率：：0.0001HZ~1.1HZ,输出电压的峰值为20V，正弦波失真度小于0.1%，三角波非线性小于1%，输出正弦波、三角波、和方波三种波形。（4）随着微电子技术的发展，现代函数发生器可用单片集成电路（如5G8038属三角式函数发生器，输出频率范围为1mHZ~300KHZ)和直接数字合成（DDS）技术来产生，在函数信号发生器及任意信号的产生方面有了很大的发展。例

7、如，HP公司用DDS技术设计的HP33120A型函数/任意波发生器能提供10种标准波形，频率可达15MHZ；可使用40MSa/s(兆采样点每秒）的取样率来设置任意波形；具有AM、FM、FSK(频率键控）等多种调试方式；功率电平为-144~+13dB。