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(一)方案一:三角波變換成正弦波
由運(yùn)算放大器單路及分立元件構(gòu)成，方波--三角波--正弦波函數(shù)發(fā)生器電路組成，由于技術(shù)難點(diǎn)在三角波到正弦波的變換，故以下將詳細(xì)介紹三角波到正弦波的變換。
1。利用差分放大電路實(shí)現(xiàn)三角波--正弦波的變換
波形變換的原理是利用差分放大器的傳輸特性曲線的非線性，波形變換過程。可以看出，傳輸特性曲線越對稱，線性區(qū)域越窄越好;三角波的幅度Uim應(yīng)正好使晶體接近飽和區(qū)域或者截至區(qū)域。方案一:用差分放大電路實(shí)現(xiàn)三角波到正弦波以及集成運(yùn)放組成的電路實(shí)現(xiàn)函數(shù)發(fā)生器
2。 用二極管折線近似電路實(shí)現(xiàn)三角波--正弦波的變換
二極管折線近似電路
根據(jù)二極管折線近似電路實(shí)現(xiàn)三角波--正弦波的變換的原理圖，可得其輸入、輸出特性曲線如入3所示。
頻率調(diào)節(jié)部分設(shè)計(jì)時(shí)，可先按三個(gè)頻率段給定三個(gè)電容值:1000pF、0.01Μf、0.1μF然后再計(jì)算R的大小。手控與壓控部分線路要求更換方便。為滿足對方波前后沿時(shí)間的要求，以及正弦波最高工作頻率(10kHz)的要求，在積分器、比較器、正弦波轉(zhuǎn)換器和輸出級中應(yīng)選用Sr值較大的運(yùn)放(如LF353)。為保證正弦波有較小的失真度，應(yīng)正確計(jì)算二極管網(wǎng)絡(luò)的電阻參數(shù)，并注意調(diào)節(jié)輸出三角波的幅度和對稱度。輸入波形中不能含有直流成分。
(二)方案二:用二極管折線近似電路以及集成運(yùn)放組成的電路實(shí)現(xiàn)函數(shù)發(fā)生器
由μA741和5G8038組成的精密壓控震蕩器，當(dāng)8腳與一連續(xù)可調(diào)的直流電壓相連時(shí)，輸出頻率亦連續(xù)可調(diào)。當(dāng)此電壓為最小值(近似為0)時(shí)。輸出頻率低，當(dāng)電壓為最大值時(shí)，輸出頻率最高;5G8038控制電壓有效作用范圍是0-3V。由于5G8038本身的線性度僅在掃描頻率范圍10:1時(shí)為0.2%，更大范圍(如1000:1)時(shí)線性度隨之變壞，所以控制電壓經(jīng)μA741后再送入5G8038的8腳，這樣會有效地改善壓控線性度(優(yōu)于1%)。若4、5腳的外接電阻相等且為R，此時(shí)輸出頻率可由下式?jīng)Q定:
f=0.3/RC4
設(shè)函數(shù)發(fā)生器最高工作頻率為2kHz，定時(shí)電容C4可由上式求得。
電路中RP3是用來調(diào)整高頻端波形的對稱性，而RP2是用來調(diào)整低頻端波形的對稱性，調(diào)整RP3和RP2可以改善正弦波的失真。穩(wěn)壓管VDz是為了避免8腳上的負(fù)壓過大而使5G8038工作失常設(shè)置的。
(三)方案三:用單片集成函數(shù)發(fā)生器5G8038
可行性分析:
上面三種方案中，方案一與方案二中三角波--正弦波部分原理雖然不一樣，但是他們有共通的地方就是都要人為地搭建波形變換的電路圖。而方案三采用集成芯片使得電路大大簡化，但是由于實(shí)驗(yàn)室條件和成本的限制，我們首先拋棄的是第三種方案，因?yàn)樗菭奚顺杀緛頁Q取的方便。其次是對方案一與方案二的比較，方案一中用的是電容和電阻運(yùn)放和三極管等電器原件，方案二是用的二極管、電阻、三極管、運(yùn)放等電器原件，所以從簡單而且便于購買的前提出發(fā)我們選擇方案一為我們最終的設(shè)計(jì)方案。
