波形发生器电路的设计（实现正弦波、方波和三角波的输出）
时间: 2024-11-23 16:57:01 | 作者: 产品动态
波形信号发生器，正弦波、三角波、方波、矩形波等这几种较为常见信号的发生装置。该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端，即可组成矩形波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波，三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。其优点是制作成本低，电路简单，使用起来更便捷，频率和幅值可调，具有实际的应用价值。
波形信号发生器，能产生某些特定的周期性时间函数波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号，频率范围可从几个微Hz到几十兆Hz函数信号发生器在电路实验和设备检验测试中具有十分广泛的用途。
运算放大器：简称“运放”,是具有很高放大倍数的电路单元。实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。运放的种类非常之多，大范围的应用于电子行业当中。
积分电路（积分器）：使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路。最简单的积分电路由一个电阻R和一个电容C构成。若时间常数RC足够大，外加电压时，电容C上的电压只能慢慢上升。在t
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滤波电路：尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。 把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环系统，就构成三角波发 生器和方波发生器。比较器输出的方波经积分器可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波-方波发生器。通过低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固定频率或频率变化范围很小的情况下使用。 电路由集成运放与R1、R2及一个滞回比较器和一个充放电回路组成。稳压管和 R3 的作用是钳位，将滞回比较器的输出电压限制在稳压管的稳定电压值。滞回比较器的输出只有两种可能状态：高电平或低电平。滞回比较器的两种不同的输出电平使RC电路进行充电或放电，于是电容上的电压将升高或降低，而电容上的电压又作为滞回比较器的输入电压，控制其输出端状态发生跳变，从而使 RC 电路由充电过程变为放电过程或相反。如此循环往复，周而复始，最后在滞回比较器的输出端即可得到一个高低电平周期替的矩形波即方波 。 滞回比较器输出的方波经积分器可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波，便构成了方波-三角波发生器。 1, RC滤波器相对于LC滤波器来说，更容易小型化或者集成，LC相对体积就大多了； 2, RC用在低频电路中,LC滤波器应用的频率范围为1kHz～1.5GHz.一般用在高频电路中，由于受限于其中电感的Q值，频率响应的截至区不够陡峭。 3, RC滤波中的电阻要消耗一部分直流电压，R不能取得很大，用在电流小要求不高的电路中。RC体积小，成本低，滤波效果不如LC电路；LC滤波主要优点是高频环境下滤波效果好，缺点是体积大、笨重、成本高。用在要求高的电源电路中。 无源滤波电路：若滤波电路仅由无源元件（电阻、电容、电感）组成。由于电阻以及电感的阻抗存在，功耗在同等情况下还是比有源滤波器要高一些，而且电路的延迟要要大一些。如图3.2.3-1，为简单的RC无源滤波器。 有源滤波电路：若滤波电路不仅由无源元件，还由有源元件（双极型管、单极型管、集成运放）组成。集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。有源滤波器的功耗相对而言会小很多，而且在通带内不会有衰减，而通过设定滤波器的Q值，能改变放大倍数。如下图，为简单的一阶RC有源滤波器： RC滤波器一般常与运算放大器组合使用，构成有源滤波器，多作为低频信号的滤波。 综合以上所述并权衡各个因素，鉴于本设计只需要将高于某频率的谐波滤去，因而选择低通滤波电路，在多次仿真实验之后，决定选择三阶RC压控电压源有源低通滤波器，且电阻的值应尽量减小，以减少直流电压的损耗。采用三阶低通滤波的正弦波发生电路图，如下图： 其一，方波前后沿与用作开关的器件 U1A 的转换速率 SR 有关，因此当输出方波的重复频率较高时，集成运算放大器 A1 应选用高速运算放大器。集成运算放大器 U2B 的选择：积分运算电路的积分误差除了与积分电容的质量有关外，主要是集成放大器参数非理想所致。 其二，为减小积分误差，应选用输入失调参数小、开环增益高、输入电阻高，开环带较宽的运算放大器。反相比例运算放大器要求放大不失真。因而选择信噪比低，转换速率 SR 高的运算放大器。经过芯片资料的查询，TL082 双运算放大转换速率 SR=14V/us。符合各项指标要求。 ②选择稳压二极管稳压二极管Dz的作用是限制和确定方波的幅度，因此要根据设计所要求的方波幅度来选稳压管电压Dz。为输出对称的方波，通常应选用高精度的双向稳压管。 ③电阻为 1/4W的金属薄膜电阻，电位器为精密电位器。 ④电容为普通瓷片电容与电解电容。 在做好以上准备后就可以画PCD以及打板了（如果觉得麻烦也能够正常的使用洞洞板直接连接元器件）。利用以上方案做出来的波形发生器，经过试验能够正确显示需要的波形。 任意波形发生器在雷达、通信领域中发挥着及其重要的作用，但目前任意波形发生器大多使用静态存储器。这使得在任意波形发生器工作频率逐步的提升的情况下，波形的存储深度很难做得很大，从而不能精确地表达复杂信号。本文介绍的基于动态存储器（ＳＤＲＡＭ）的设计能有效解决这一问题，并详细讨论了一种简化ＳＤＲＡＭ控制器的设计方法。 １ 任意波形发生器的总体方案 工作频率、分辨率和存储长度是任意波形发生器最关键的三个性能参数。高的工作频率意味着高的输出信号频率和带宽，高的分辨率通常意味着高的信噪比，而存储长度决定了信号的精确程度。下面介绍的方案是笔者实际开发的一款任意波形发生器／卡（如图１所示），它的工作频率为３００ＭＨｚ，分辨率为１４位，存储长度为８ 中的应用 / 一、项目介绍 信号发生器在生产实践和科技领域中存在广泛的应用，各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检验测试中具有十分广泛的用途，例如在通信、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。在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。函数信号发生器是各种测试和实验过程中必不可少的工具，在通信、测量、雷达、控制、教学等领域应用十分广泛。不论是在生产 设计 / 设计并制作一个单相正弦波变频稳压电源。电源框图如图所示。 1．基础要求 （1）输出电压波形应尽量接近正弦波，用示波器观察无明显失线～18V的正弦交流电； （3）当输入电压为198～242V，负载电流有效值为0.5～1A时，输出电压有效值应保持在15V，误差小于5％： （4）具有过流保护，输出电流有效值达2A时动作（5）DC—AC逆变器效率．n≥70％。 2．发挥部分 （1）当输入电压为198—242V，负载电流有效值为0.5～1A时，输出电压有效值应保持在15V，误差小于1％； （2）设计制作具有测量、显示该变频稳压电源输 变频稳压电源设计与制作 / 一：NOTE 今天分享一个题目，有关51单片机输出方波的问题，好了，步入正题 二：题目 已知8051单片机的时钟频率为6MHZ，通过定时器1的工作方式1在P1^1引脚输出一个1KHZ占空比为60%的矩形波。 三：分析题目 1、首先第一个条件，时钟频率6MHZ，从这里我们大家可以得出它的时钟周期为1/f=2us 2、第二个条件，定时器1，工作方式1，那么对应TMOD寄存器也就是0x10。 3、第三个条件，输出一个1KHZ占空比60%，这里其实有两个条件，第一个输出1KHZ，他告诉我们输出的波形周期是1/f=1ms，然后是占空比，推出高电平为1ms*60%=600us，那么低电平就是400us，到这里，题目所有条件都分析完毕 问题 / 对于总线控制的振荡器而言，往往是产生一个低失线kHz正弦输出。一般的低成本函数发生器采用二极管成形技术把方波转变成正弦波。而二阶和三阶谐波分别的典型值为-35dBm和-25.5dBm。此电路产生正弦输出，在整个输出范围内典型的二阶和三阶谐波分别为 -76.1dBm和-74.2dBm。 这个电路由四部分所组成。第一部分（也是电路的核心部分）由包含了U1A 的振荡器、一个二阶时钟滤波器拓扑（其带通滤波器设置振荡器的频率）和比较器U2A。带通滤波器只允许中心频率附近的频率通过，这设置了振荡器的频率，等式（1）给出了频率。滤波器 Q 值由等式（2）给出。 FO = FCLK / 100 (1) Q = R3A / R //最近在搞SPWM逆变，贡献一个小程序，FYI //用18F452调的，只有SPWM波形部分，反馈没加进来，若需要改幅度，该R_rate的值就好了，范围（1~195） //晶震10M+PLL锁到40M，RC2输出SPWM波形，RC0为50HZ方波，作为半桥驱动时的交越信号。 void main() { asm(NOP); TRISC=0X00; //设置I/O口方向 TRISD=0X00; //设置I/O口方向 PORTC=0X00; PORTD=0X00; //=============LCD init==================== 本电路（见下图）是一种频率可调的移相式正弦波发生器电路。其频率稳定度通过实际测试为0.002％。该电路性能好价格低，用很便宜的几个元件在很宽的频段内。实现频率连续可调。笔者在实验时将频段分为低、中、高三个频段。用拨动开关进行切换。用双联电位器R8、R9调节其阻值，实现了输出频率从0.7Hz～60kHz连续可调的功能。 该电路采取±15V供电，通过R1l可调整输出正弦波的峰峰值。只要U1A的放大倍数满足大于l的条件。电路就可以产生振荡。输出正弦波的峰值，最大可达20V左右。C3、C4、。R8、R9决定输出频率。其输出最高频率还取决于运放的截止频率。以下是实际调试中输出波形和电容、电位器的参数值： 低频段：0.67Hz～ 发生器电路 / 检测晶振是不是正常的最实用的方法就是用示波器接晶振的任一引脚，示波器的接地引脚接线路板上的地，如果晶振正常则会显示正弦波（单片机内部将其变为方波），正弦波的频率与晶振的标注的频率相差不大。 小型交流伺服电机控制电路设计 (（日）石岛胜著；薛亮，祝建俊译, 石岛胜, 薛亮, 祝建俊) 东芝1200V SIC SBD “TRSxxx120Hx系列” 助力工业电源设备高效 2024 瑞萨电子MCU/MPU工业技术研讨会——深圳、上海站， 火热报名中 STM32N6终于要发布了，ST首款带有NPU的MCU到底怎么样，欢迎小伙们来STM32全球线上峰会寻找答案！ TI 有奖直播 使用基于 Arm 的 AM6xA 处理器设计智能化楼宇 示波器测量电流的常见方法有使用电流互感器、罗氏线圈和霍尔效应钳式探头。按规格要求使用时，优质磁探头的测量结果非常准确。因为不需要 ... 作者：是德科学技术产品营销经理 Choon-Hin Chang印刷电路板组件（PCBA）制造商依靠在线测试（ICT）系统来检测制造工艺和元器件中存在的缺陷 ... 接触式测量和非接触式测量是两种常见的测量方法，它们在工业生产、科学研究和日常生活中都有广泛的应用。本文将详细的介绍这两种测量方法的基 ... 采用是德科技的超宽带测试解决方案，并搭载三星的U100 芯片组来测试可确保超宽带设备的稳定性和安全性是德科技成功助力三星电子，在其Ex ... 无论是汽车的电气化还是生成式人工智能，不能离开电力技术。泰克全球中端及基础示波器产品线总经理 Daryl Ellis表示，泰克正通过全面的电 ... 使用 ON Semiconductor 的 NCP1271 的参考设计 RD-FSB50450A，使用 FSB50550AS 家用电器三相逆变器的参考设计 LTM8064IY 的典型应用电路，用于调节 Peltier 器件的正负电压和电流 LTC2259IUJ-12、12 位、80Msps 超低功耗 1.8V ADC 的典型应用 NCP4306FLY150GEVB：用于反激式应用的 NCP4306 高效 SR 评估板，具有 150V MosFET 使用 Analog Devices 的 LTC2619IGN 的参考设计 Q-40.000000M-HE5032/4-F-30-20-D-10-TR 意法半导体披露 2027-2028 年财务模型及2030年目标实现路径 英飞凌与西门子将嵌入式汽车软件平台与微控制器结合 为下一代SDV提供所需功能 PI HiperPFS-4系列功率因数校正IC，懂产品特色，答题享好礼! 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