低频信号发生器设计
低频信号发生器设计
低频信号发生器设计报告
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低频信号发生器设计
一、设计任务
设计一个低频信号发生器 要求：
1、 正弦波、方波、矩形波、三角波、锯齿波可选，占空比可调
2、 幅度10mv～1v可调
3、 频率1kHz～3kHz可调
二、方案选择
1 方案一∶采用传统的直接频率合成器。这种方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频
率合成器的结构复杂、体积庞大、成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的
频谱纯度。
2 方案二∶采用锁相环式频率合成器。利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需要频率上。这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了量的滤波器，有利于集成化和小型化。但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率相信都很难控制。
3 方案三：采用8038单片压控函数发生器，8038可同时产生正弦波方波和三角波。改变8038的调制电压，可以实现数控调节，其振荡范围为0.001Hz～300KHz。
因此，选择方案三（上述方案均来自于网上的论文）
低频信号发生器设计
三、元、器件参数选择
图3.1低频信号设计电路图
1、电源的选择
由8038特性可知，8038的工作电压在?5V~?15V之间，所以可以选择我们之前做的电源进行提供工作环境。即工作电压选择?10V。
2、R5与R12的选择
当R5与R12相等时，输出三角波；R5与R12不相等时，输出锯齿波 由8038A说明书得，I?
由说明书得1uA?IA?1mA
得-10-6R1.Vcc1Vcc?? R1?R2RA5RARA?10?VR??10?3RA?10 RA=RB=5.7K
所以，取R5=R12=1K，
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低频信号发生器设计
3、电容的选取
1VB?VA?V??V?），即VC在VA，VB之间变化，3
t1由VC??ICd?得C0
当电容充电时充电时电流
当电容放电时电流
因此，VC?IC?IA,IC?2IB?IA1120IAt?V??V?）?C33
20C20Ct充?，t放?3IA（32IB?IA）
20C11?）3IA2IB?IA
2R1111??2?2???AV?VRV?VRIA2IB?IAIA
RA 锯齿波周期：T?t充?t放?当输出方波时，IA?IB，
40RAC20C2RA?3V??VR（3V??VR）
振荡频率
暂取
验证：
当
当VR?10v时VR?5v时f?0f?15?3.342KHz2.04?105?22?10?9
由此可见，C?2200pF可以满足我们的要求。3V??VR）（310?VR）（310?VR）1（f????T40RAC40RAC2.04?105CC?2200pF?22?10?9
（计算公式来自于实验指导书中）
4、分压器件RV4的选择
为了使输出电压幅值可以进行调节，我在信号的输出端加上一个滑动变阻器进行分压调节，该滑动变阻器可以自由选取，只要能起到分压作用就行，在这里我们选择1k的。
5、其他元器件的选择
（1） RV6和RV7一般选取100k
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（2）R9、R10一般选取10k（这两部分只是进行失真度的调节，数值不必可以要求）
（3）RV5一般选择10K，R8选择20k。
（4）输出电阻R10一般选取10k。
四、仿真结果
1、根据仿真进行调节管脚1，和管教12的电位器可将输出波形调到不失真。
2、调节电位器RV4可将输出幅值在要求范围内进行调节。
3、通过调节RV5、RV3可将输出频率和占空比在要求范围内进行调节。
结果完全符合实际要求。
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