基于运放的信号发生器设计

基于NE5532的信号发生器设计设计基于NE5532的信号发生器引言信号发生器是一种用于产生不同频率和波形的电子设备，被广泛应用在实验室、教学和工程领域。

本文将介绍基于NE5532运算放大器的信号发生器的设计过程和关键步骤。

一、NE5532概述NE5532是一种双运放集成电路，具有高增益、低噪声等特点。

它可以用于音频放大电路和信号处理电路。

二、设计步骤1.确定需求首先，需要确定设计信号发生器的要求，包括频率范围、波形、输出电平等。

2.选择运放电路根据信号发生器的要求，选择合适的运放电路。

NE5532可以用作方法放大器、积分器、微分器等电路。

3.设计放大电路根据选择的运放电路，设计放大电路。

可以根据不同的需求选择不同的电阻和电容值以及连接方式。

4.设计反馈网络根据放大电路设计反馈网络，以实现稳定的增益和频率响应。

可以使用电阻和电容来实现反馈网络。

5.设计输入输出接口设计输入输出接口，包括输入信号源和输出负载。

可以使用电容来隔离输入和输出端。

6.选择电源供应选择合适的电源供应电路，为运放提供稳定的电源电压。

可以使用稳压电路或滤波电路。

7.最终调试将设计的各个部分连接在一起，并进行最终的调试。

可以通过观察输出波形和测量频率响应等指标来验证设计的正确性。

三、电路图下图为基于NE5532的信号发生器的简化电路图。

(插入电路图)四、常见问题及解决方案1.输出波形失真可能是由于电源电压不稳定、输入信号失真或运放参数设置错误等原因引起。

可以通过检查电源电压、更换信号源和重新设置运放参数来解决。

2.频率不稳定可能是由于输入信号源频率变化过大、电容和电阻值选择不当或电源电压不稳定等原因引起。

可以通过更换稳定的信号源、重新选择电容和电阻值以及优化电源电压来解决。

3.噪声较大可能是由于电源电压质量不好、输入信号源质量差、运放回路设计不合理等原因引起。

可以通过改进电源供应、使用更好的信号源和优化运放回路设计来减少噪声。

五、总结本文介绍了基于NE5532的信号发生器的设计过程和关键步骤。

任务书【实验名称】基于运放的信号发生器设计【设计任务】本课题要求使用集成运算放大器制作正弦波发生器，在没有外加输入信号的情况下，依靠电路自激振荡而产生正弦波输出电路。

【设计要求】1、采用经典振荡电路，产生正弦信号，频率范围400Hz~100kHz2、双电源供电3、信号经过放大、驱动电路，可在1KΩ负载条件下：（1）正弦波最大峰-峰值3V，幅值可调，谐波失真小于3%【提供元器件】1、运算放大器LM3244、二极管5、电阻电容电位器同轴电位器一设计思路与解决方法模电实验报告设计要求①：采用经典振荡电路，产生正弦信号，频率范围100Hz~100kHz解决方案：使用运算放大器LM324，组成由基本放大电路，选频网络，正反馈网络构成的经典振荡电路，产生自激振荡的正弦波。

使用同轴电位器，对信号的频率范围进行调节，使其在100Hz~100kHz时可产生幅值不变的正弦波。

设计要求②：双电源供电解决方案：选取数电箱的两个15V电压输出，将第一组的+15V端接在LM324的4管脚（即运放器的Vcc端）；第一组的-15V接在第二组的+15V端，再将第二组的+15V端接地；第二组的-15V端接在LM324的11管脚（即运放器的GND端）设计要求③：信号经过放大、驱动电路，可在1KΩ负载条件下：（1）正弦波最大峰-峰值3V，幅值可调，谐波失真 3%2.1经典振荡器部分经典振荡器部分由基本放大电路，选频网络，正反馈网络组成。

其中，基本放大电路作用：使电路获得一定幅值的输出量；选频网络作用：确定电路的振荡频率，保证电路产生正弦波振荡；正反馈网络作用：在振荡电路中,当没有输入信号的情况下,输入正反馈信号作为输入信号。

一．实验原理振荡电路有RC正弦波振荡电路、桥式振荡电路、移相式振荡电路和双T网络式振荡电路等多种形式。

其中应用最广泛的是RC桥式振荡电路，电路如图1． 电路分析RC 桥式振荡电路由RC 串并联选频网络和同相放大电路组成，图中RC 选频网络形成正反馈电路，决定振荡频率0f 、1R 、f R 形成负反馈回路，决定起振的幅值条件，该电路的振荡频率，D1、D2为稳压管。

２１ ０ １年 ９
电 子 测 试
ＥＬ ＥＣＴ Ｒ０Ｎ Ｉ Ｃ Ｔ ＥＳＴ
第 ９期
Ｓｅ ２０１ ｐ． １ Ｎｏ． ９
基 于集成运放 的信 号发生器设 计 与仿真
单新云 ，郝晓 剑 ，姜三 半 ，周汉 昌 中北大 学仪器科学与动态测试教育部重 点实验 室 山西 太原 ０ ０ ５ ３０ １
０ 引言
：
信 号发 生器 在 电路 实验 和 设 备检 测 中有着 十 分重
要 的 作 用 。本 文 将 讨 论 应 用 Ｌ ０ 集 成 运 算 放 大 器 Ｍ３ １
１ ｅ
构 成 多种 信 号 发 生 器 ， 实 现 以 下指 标 ： 产生 正弦 并 能
波 、方波和 三角波 ３ 周期性波形 ； 出信号 频率范 围 种 输
能灵活进行频 率与波形 的选择 、使用方便 。 关键词 ：Ｌ ０ ；Ｅ Ａ仿真 ；温度 扫描 ；频率 ；幅度 Ｍ３ １ Ｄ
中图分类号：Ｔ ０ Ｎ７２ 文献标识码： Ｂ
Ｄ ｅ ｉ ｎｄ ｉ ｕ ａ ｉ ｉ ｎａ ｎｅ ａ ｏｒ ｂａ ｅ ｓｇｎ ａ ｓｍ ｌ ｔｏｎ ｏｆ ｓｇ ｌｇｅ ｒ ｔ ｓ ｄ ｏｎ ｉ ｅ ｒ ｔ ｄ ｐｅ ａ ｉ ｎｔ ｇ ａ ｅ ｏ ｒ ｔｏｎａ ｍ ｐｌｆｅ ｌａ ｉ ｒ ｉ
摘要 ：信号发生器在 电子 电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。本文介绍了一种基于Ｌ ０集成运放信 Ｍ３ １ 号发生器的设计方法 ，其中信号产生电路模块由积分器和比较器构成 ，并 利用差分放大器的差模传输特性对信 号变换 ， 而输出三角波 、方波和 正弦 波。最后通过Ｐｏｅ ９ 电路进行仿真 ， 从 ｒｔ９对 ｉ 仿真 结果表明所设计 电路完全 满足设 计要 求。本设计具有输 出频 率范围宽 、信号波形失 真度低 、频率稳定度 高等特点 ，并且输入 电压可 调，

《模拟电路》课程设计报告运算放大器组成函数信号发生器设计时间2008年1月目录一、设计任务与要求 (2)二、方案设计 (3)三、各部分电路设计 (4)四、总原理图 (9)五、安装与调试 (10)六、电路的实验结果 (12)七、实验心得 (14)八、参考文献 (14)一、设计任务与要求1.1.设计目的1．掌握电子系统的一般设计方法2．掌握模拟IC器件的应用3．培养综合应用所学知识来指导实践的能力4．掌握常用元器件的识别和测试5．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法1.2.设计任务运算放大器设计方波——三角波——正弦波函数信号发生器1.3.课程设计的要求及技术指标1．设计、组装、调试函数发生器2．输出波形：正弦波、方波、三角波；3．频率范围：在10－10000Hz范围内可调；4．输出电压：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ>1V；二、方案设计2.1. 原理框图2.2.函数发生器的总方案函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。

根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。

为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。

产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以首先产生三角波—方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。

本课题采用先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。

本课题中函数发生器电路组成框图如下所示：由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。

11
北京工业大学 电子技术课设实验报告
图 2.4.20 单电源供电电路图 3. 扩大频率范围 主要就是通过文氏桥振荡电路的串并联谐振的电容、 电阻， 实现频率的调节。 电阻为微调、电容为粗调。频率的计算公式： 择，扩大频率范围。 4．显示电路 可利用数电实验的时间积分电路和计数器电路，实现频率的显示。 ，通过对电容电阻的选
图 2.4.6 实际电路图 5
北京工业大学 电子技术课设实验报告 波形图如下：
图 2.4.7 振荡电路波形图
（二）过零比较器
利用电路的自激振荡产生正弦波后在输出端连一个比较器就可以得到方波信 号。 过零比较器的电路图如下图所示
图 2.4.8 过零比较器电路 在实用电路中为了满足负载的需要，常在集成运放的输出端加稳压管限幅电路， 从而获得合适的 UOL 和 UOH，电路图如下：
图 2.4.1 文氏桥振荡电路 2
北京工业大学 电子技术课设实验报告 1．工作原理 （1）放大电路 正弦波发生条件： 起振条件： | AF | 1 幅值平衡条件： A F 2n （2）选频网络及正反馈网络：两组 R、C 为串、并联选频网络，接于运算放大器 的输出与同相输入端之间，构成正反馈，以产生正弦自激振荡。R3、RW 及 R4 组 成负反馈网络，调节 RW 可改变负反馈的反馈系数，从而调节放大电路的电压增 益，使电压增益满足振荡的幅度条件。 （3）稳幅环节：由于 U0 和 Uf 具有良好的线性关系，所以为了稳定输出电压的 幅度，一般在电路中加入非线性环节。当输出电压的幅度较小时，电阻 R4 两端 的电压低，二极管 D1、D2 截止；当输出电压的幅度增加到一定程度时，二极管 D1、D2 在正负半周轮流工作，其动态电阻与 R4 并联，使负反馈系数加大，电压 增益下降。输出电压的幅度越大，二极管的动态电阻越小，电压增益也越小，输 出电压的幅度保持基本稳定。如下图：

输 出 波 形 Ｖ — １ ２ 连 续 可 调 ｐ ｐ＝ —１Ｖ
电源部 分 ：
输 出 电 压 Ｕ ＝ Ｖ， Ｖ， ９ ｏ ５ ９ 一 Ｖ； 最 大 输 出 电 流 Ｉｍａ＝ ５ ｏ ｘ ０．Ａ： 三 电 路 功 能 的 具 体 实 现
值 大 小 来 调 节 输 出 信 号 的 幅 度 ， 获 得 所 要 求 的 信 号 大 小 。 电 路 如 以
７ Ｈ ｏ 设 计 一 个 可 以 实 现 基 本 目 的 的 信 号 发 生 器 。 这 个 设 计 旨 在 理 想 的 正 弦 波 波 形 ． 截 止 频 率 要 严 格 控 制 在 １５ Ｈ ４ Ｃ ４， ．Ｋ Ｚ。 在 仿 真 过 程 提供 低 成本 ． 作方 便 的信 号 发 生器 供 使 用 。 操
二 设 计 电 路 的 组 成
中 。 通 过 不 断 调 整 二 阶 有 源 低 通 滤 波 器 的 的 电 阻 和 电 容 的 参 数 来 是
实 现 的 。 电 路 如 图 ３所 示 。
０
方波 信 号产 生 部 分 ： 用 电 阻 ． 容 与 ７ ＨＣ ４组 成 振 荡 电 路 电 ４ ０ 方波 信 号频 率 ｆ Ｋ ； ＝１ Ｈｚ
有 源 滤 波 器 截 至 频 率 为 １５ Ｚ ．ＫＨ
图 ３ 二 阶 ＲＣ 有 源 低 通 滤 波 器 图 ４ 比 例 放 大 器
４） 向 比 例 放 大 器 ： 用 集 成 运 放 Ｌ ２ 作 比 例 放 大 器 ． 出 反 采 Ｍ３４ 输 波 形 Ｖ ｐ —１Ｖ 连 续 可 调 。 在 该 部 分 电 路 中 可 以 通 过 调 节 Ｒ 的 阻 ｐ ＝１ ２ ９
板 布 局 ， 造 出 实 际 成 品 ， 个 部 件 的 输 出 较 为 精 确 ． 足 设 计 指 制 各 满

目录第一章设计内容及要求 (1)1.1、设计要求 (1)1.2、问题分析 (1)1.3、方案假设 (1)1.4、方案分析 (1)第二章函数发生器的总方案及原理图 (2)2.1原理框图 (2)2.2函数发生器总方案 (2)第三章简易信号发生器的基本原理 (2)3.1 桥式正弦波振荡器 (2)3.2 迟滞比较器 (3)3.3 积分电路 (3)第四章电路仿真 (4)4.1 正弦波波形 (4)4.2 方波波形 (4)4.3 三角波波形 (5)第五章课程设计总结 (6)第一章设计内容及要求1.1、设计要求1.有三种输出波形2.能产生20HZ-10HZ连续可调的正弦波和三角波，峰峰值在-5-+5之间。

3.产生20HZ-10HZ连续可调的方波，输出峰峰值在0-10之间。

1.2、问题分析对于要求1，我们可以想到用单片机，555，比较器，或其他芯片来产生方波，之后用积分器和震荡电路来产生三角波和正弦波。

对于要求2，我们可以通过调节单片机的按钮和编程的设置来调节频率，555定时器可以通过调节电阻的大小和接法来调节频率，比较器通过调整电阻的大小来调整频率，或者对于其他的芯片来说我们可以用规定的方法来调节。

对于要求3，峰峰值的大小我们可以采用分压法和放大法来实现，例如，采用电阻分压接法，和三极管的基本放大电路。

1.3、方案假设方案1，用滞回比较电路产生方波，积分电路产生三角波，用RC振荡电路产生正弦波，通过调整滞回电路调整频率。

方案2，用555定时器长生连续可调方波，后接不同比例的阻容来分别产生三角波，和正弦波。

方案3，用MAX038产生波形，通过调整A0和A1来产生不同波形。

方案4，用单片机控制AD9850来产生，此过程需编程。

1.4、方案分析对于方案1，用滞回比较电路产生方波，积分电路产生三角波，用RC振荡电路产生正弦波，通过调整滞回电路调整频率。

这样的电路设计简单，成本低廉，但是对于不太稳定，出来的结果差强人意。

基于proteus的信号发生器的设计摘要信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

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，其频率范围可从几个微赫到几十兆赫，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。

本设计是使用集成运算放大器设计的一种宽度可调的矩形波发生器。

它主要由反相输入的滞回比较器和RC电路组成，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。

而使电容的正向和反向充电时间常数不同，利用二极管的单向导电性引导电流流经不同的通路，就形成占空比可调的矩形波发生电路。

高频、低频和超低频信号发生器，大多使用文氏桥振荡电路，即RC振荡电路，通过改变电容和电阻值，改变频率。

用以上原理设计的信号发生器，其输出波形一般只有两种，即正弦波和脉冲波，其零点不可调。

而且价格也比较贵，一般在几百元左右。

在实际应用中，超低频波和高频波一般是不用的，一般用中频，即几十赫兹到几十千赫兹。

关键字：信号发生器、宽度可调、矩形波、锯齿波、时间常数1.概述在电子技术日新月异的形势下，信息技术随之迅猛发展。

信息是存在于客观世界的一种事物现象，人们正是通过信息的获取、存储、传输和处理等来不断认识和改造世界的。

而信号作为信息的载体，是指带有信息的随时间或其他自变量变化的物理量或物理现象，信号时使用极为广泛的基本概念，无论是在自然科学领域，还是在社会科学领域都存在大量的应用研究问题。

信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

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，其频率范围可从几个微赫到几十兆赫，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。

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。

波 振荡电路
两级运放电 路
射极跟随电 路
四、电路工作原理图 1、RC 正弦波振荡电路 （1）文氏桥振荡器又叫 RC 桥式正弦波振荡器。如图所示，以 RC 串并联 网络为选频网络和正反馈网络、并引入电压串联负反馈，两个网络构成桥路，一 对顶点作为输出电压， 一对顶点作为文氏桥振荡器放大电路的净输入电压，就构 成文氏桥振荡器。
通过实验我们无法得到 100KHz 不失真的峰峰值为 3V 的正弦波信号。 我们最后测得的 100KHz 不失真的正弦波的最大幅值为 0.8V 左右。 六、元器件参数 1.LM324 LM324 系列器件带有真差动输入的四运算放大器。 与单电源应用场合的标准 运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到 3.0 伏或者 高到 32 伏的电源下，静态电流为 MC1741 的静态电流的五分之一。共模输入范 围包括负电源， 因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一 组运算放大器可用图 1 所示的符号来表示，它有 5 个引出脚，其中“+” 、 “-”为 两个信号输入端， “V+” 、 “V-”为正、负电源端， “Vo”为输出端。两个信号输 入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端 Vo 的信号与该输入端的位相 反； Vi+ （+） 为同相输入端， 表示运放输出端 Vo 的信号与该输入端的相位相同。
3、射极跟随电路 由于 LM324 输出电流有限，一般仅为几十毫安，在电流一定的情况下，为 了提高电路的输出功率， 一种有效的做法是减小电路的输出阻抗。要减小阻抗一 种简单的办法是使用电压跟随器，因为电压跟随器得特点是输入阻抗高，输出阻 抗小，可以起到阻抗变换及隔离作用。
4.方案比较
此方案电路连线多， 占面积大， 增大了干扰。 结构复杂， 多用了一个 12v 的电源， 不能充分体现自激振荡。各级电路之间不太独立，会造成干扰。实际连接出的波 形失真大。换成试验箱的电源后，失真略有改善但还有较大失真。 最终整体电路图

运算放大器在信号发生器中的应用电路图运算放大器在信号发生器中的应用电路图本文主要用741集成运算放大器构成非正弦信号发生器，例如矩形波（通称方波）、三角波和锯齿波。

1、工作原理方波发生器的基本电路由带正反馈的比较器及RC组成的负反馈电路构成。

如图1所示的方波发生器是在典型的方波发生器的基础上，将单一电阻组成的回路改为两个二极管（VD1和VD2）和电阻（R1和RP1）构成的网络，使电容器C1的充放电时间常数不等，达到改变占空比的目的。

它是利用电容两端电压Vc1即运算放大器A1的2脚与3脚相比较，由此决定输出电压Vo的极性是正还是负。

Vo的极性又决定通过电容C1的电流是充电（使Vc1增定输出电压Vo的极性是正还是负。

Vo的极性又决定通过电容C1的电流是充电（使Vc1增加），还是放电（使Vc1减少）；而Vc1的大小再一次决定Vo的极性。

如此不断反复，产生了方波。

该电路方波频率为：f=1/（2R1+RP1）C1ln（1+2R2/R3）$show_page$图2的电路是在典型的三角波发生器的基础上，在两个稳压二极管VD5、VD6两端并联一个电位器RP2，使积分器的输入电压可调。

图中A2组成带正反馈的比较器，A3组成反相积分器，它们共同组成振荡电路，使A2输出方波，A3输出三角波。

电路三角波的频率为：f=R7/4R5.R9.C2 aW，式中aW为电位器RP2的分压系数。

$show_page$锯齿波发生器是在图2的基础上使积分器的充放电时间常数不等，就能得到锯齿波，如图3所示。

为此，在积分器的输入回路中，增加了一条由二极管VD9控制的输入回路，利用二极管的单向导电特性，改变电容器C3的充电与放电时间常数。

所以，积分器的输入为正时，积分时间常数为（R15/R16）C3，输入为负伤时，积分时间常数为R16C3.该电路锯齿波振荡频率为f=R13（R15+R16）/2R11.R16（R16+2R15）C3 aW，式中aW为电位器RP3的分压系数。

74LS161 真值表：(Y’表示取反) A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 Y0’ 0 1 1 1 1 1 1 1 Y1’ 1 0 1 1 1 1 1 1 Y2’ 1 1 0 1 1 1 1 1 Y3’ 1 1 1 0 1 1 1 1 Y4’ 1 1 1 1 0 1 1 1 Y5’ 1 1 1 1 1 0 1 1 Y6’ 1 1 1 1 1 1 0 1 Y7’ 1 1 1 1 1 1 1 0 工作相 A AB B BC C CD D DA
1
（一）数电部分：步进电机控制电路
一、 课题名称
步进电机控制电路
二、 设计任务
本课题要求设计一个步进电机的控制电路， 该电路能对步进电机的运行状 态进行控制。
三、 设计要求
1、 基本要求 (1).能控制步进电机正转和反转及运行速度， 并由 LED 显示运行状态。 （步 进电机工作方式可为单四拍或双四拍） 。 单四拍方式：通电顺序为 A—B—C—D—A； 双四拍方式：通电顺序为 AB—BC—CD—DA—AB。 (2).测量步进电机的步距角。 （通过实测步进电机旋转一周时所需要的脉 冲数，推算出步进电机的步距角） 。 2、 扩展要求 设计步进电机的工作方式为四相八拍。 四相八拍方式：通电顺序为 A—AB—B—BC—C—CD—D—DA—A。
四、 设计方案及其选择
1、设计框图
脉冲 显示
脉冲发 生电路
环行脉冲 分配电路
控制 电路
驱动 电路
步进 电机
2
2、参考元件 NE555， 计数器 74LS161， 74LS08， 74LS74， 74LS14(04)， 74LS138(74LS153)， CD4017，74LS194，四相步进电机，发光二级管，整流二极管 IN4007，复合三极 管 TIP122,5 欧（1W）电阻，其他电阻、电容若干。

集成电路结构原理
现代电子线路(上)实验
典型应用参考
现代电子线路(上)实验
振荡器
3
滤波器
信号发生器
4
现代电子接通±12V电源，将RW调至 中心位置，用双踪示波器观察并记录方波U0和三 角波UC波形。测量其幅度和频率。 （2）调节RW使动点调至最上和最下端，观察记录 U0、UC幅度和频率的变化情况，测出频率变化 范围。
现代电子线路(上)实验
3. 三角波振荡器
现代电子线路(上)实验
附录 通用4运放LM324主要技术参考
功能结构引脚配置 封装
主要技术参数
现代电子线路(上)实验
1 Power Supply Voltages Single Supply：VCC 32V Split Supplies：VCC, VEE ±16 2 Input Electrical Characteristics Input Differential Voltage Range： VIDR ±32V Input Common Mode Voltage Range： VICR −0.3 to 32V Input Offset Voltage ：VIO <10mV Input Offset Current ：IIO 100nA。 3 Output Electrical Characteristics Output Voltage−High Limit (RL = 10 k)：VOH 28V Output Voltage −Low Limit (RL = 10 k)：VOL 100mV Output Current: IO 50mA 4 Large Signal Open Loop Voltage Gain: AVOL 100V/mV 5 Common-Mode Rejection Ratio :CMR 65~ 85 dB

多功能信号发生器——专业技能训练/课程设计1. 设计任务1．设计一个基于运算放大器构成的能够产生正弦波、方波和三角波的多功能信号发生器；2．要求掌握运放在开环、正反馈下的工作特点，熟悉比较器电路，搞清其工作原理，掌握正弦波发生器，方波发生器，三角波发生器的电路及其工作原理3．设计技术要求：正弦波，1~3Hz和20~30Hz两个频率点用开关切换；方波，直接对正弦波整形得到，并用红色和绿色LED作限幅和显示；三角波，直接对方波积分得到。

4. 绘制多功能信号发生器的电原理图，并仿真；完成多功能信号发生器的实作，完成设计报告。

2. 实验原理2.1运放在开环，正反馈下的特点如果引入正反馈，可以构成具有回线形状传输特性的滞回比较器。

图2 (a) 所示为一反相输入的滞回比较器，该电路当OM O V V =时 上门限电压OM f111V R R R V +=当OM O V V -=时P 电路中采用二极管来实现稳幅作用，由于起振时输出电压幅度较小，尚不足以使二极管导通，此时1f R 2R >，而后随着输出幅度增加，正向二极管导通，其正向电阻逐渐减小，直至1f R 2R =时振荡稳定。

二极管两端并联电阻R 2用于适当削弱二极管的非线性影响，以改善输出波形。

3. 设计参考方案3.1 整机结构框图首先，利用文氏电桥振荡电路产生正弦波信号，频率在2Hz 和30Hz 左右（通过按键快关切换），然后设置以及电压放大器，可以提高输出电压幅度和带负载能力；其次，利用滞回比较器（施密特触发器）对正弦波信号整形得到同频率的方波信号；最后，利用积分电路对方波积分得到三角波信号。

图7 整机框图3.2 文氏电桥正弦波振荡电路：1）R1（R12）C4和R2(R13)C5构成RC 串并联选频网络，其谐振频率（及振荡频率）为：RC21f f 0π==，约为2Hz 和30Hz 左右（通过按键快关切换），2Hz 低频振荡是便于用LED 观察期闪烁，而30Hz 信号便于用示波器观察期波形；2）U1A 与R6\8\10构成增益为≥3倍的同相比例放大器，其R6可调节其增益，一般先将R6调节到最大位置，在产生了正弦波震荡后，逐渐调小R6 使之得到不失真的正弦波信号。

模拟电子技术研究性学习论文基于LM324的简易函数发生器的设计学院：电子信息工程学院专业：通信工程学生姓名：学号：指导教师：白双2014 年06 月03 日中文摘要信号发生器广泛应用于电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域。

本文设计了以运算放大器LM324为核心器件的一个能产生正弦波、矩形波、三角波的简易低频信号发生器。

通过对电路分析，确定了元器件的参数，并利用Multisim软件仿真电路的理想输出结果。

关键词：信号发生器、RC桥式振荡电路、运算放大器AbstractSignal generator is widely used in measurement, communication, auto-control and other electric fields. This paper using operational amplifier LM324 as core device to design a simple low-frequency signal generator, which can generate sine, square, triangular. The parameters of the circuit are tested and recognized. Multisim software simulates the output of the three waves.Keywords：signal generator, RC bridge oscillator circuit, operational amplifier目录第一章引言 (3)第二章原理分析 (3)2.1RC振荡电路 (3)2.2过零比较器 (4)2.3积分运算电路 (5)2.4LM324运算放大器 (5)第三章电路设计 (7)3.1正弦波发生模块 (7)3.2矩形波发生模块 (7)3.3三角波发生模块 (8)第四章电路的仿真与调试 (8)第五章总结 (10)参考文献 (11)第一章引言信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。

设计一用于RFID读卡器测试的幅移键控发生器（ASK），其结构如图4-1所示。

正弦振荡器输出频率为125kHz，幅度为3V；脉冲源输出频率为10kHz。

图4-1 ASK测试发生器实验具体要求如下：（1）设计电路，使用专业软件绘制电路原理图。

（2）阐述振荡器、脉冲源的设计原理，给出必要的参数计算过程；说明模拟开关电路的控制原理。

（3）对正弦振荡器进行仿真，给出仿真电路图和正弦波输出波形，验证输出频率和幅度的正确性，给出误差说明。

（4）对振荡源进行仿真，给出仿真电路图和正弦波输出波形，验证输出频率的正确性，给出误差说明。

（5）若所设计的方案中，模拟开关可以仿真，则对整机进行仿真，给出ASK输出仿真图，说明波形的正确性。

（选做）2. 实验结果图4-2整机电路图Pcb 设计阐述振荡器、脉冲源的设计原理，给出必要的参数计算过程；说明模拟开关电路的控制原理。

1.振荡器采用RC 文氏桥振荡电路，由f0=125kHz=,取C1=C2为0.01μF ，算得R15=R16为127Ω。

根据起振条件AF>1,取R4=45kΩ，R3=15kΩ。

因为幅值参数难以确定，所以在输出后加一级同相比例放大电路，根据振荡电路输出幅值，确定同相比例放大倍数，故确定R11和R12的值。

以此达到输出3v的目的。

脉冲源由滞回比较器和RC电路构成。

其f0=10kHz=取C3为0.01μF,算得R1为1000Ω，R2=40kΩ，R6=25kΩ。

由两个稳压管控制输出幅度。

模拟开关采用CD4066，将脉冲信号输入控制端，当脉冲信号为高电平时，模拟开关导通，实现振荡信号输出。

当脉冲信号为低电平时，模拟开关断开，进而实现ASK信号输出。

（3）对正弦振荡器进行仿真，给出仿真电路图和正弦波输出波形，验证输出频率和幅度的正确性，给出误差说明。

图4-3 正弦输出波形仿真图频率误差：(8.799-8.000)/8.000=9.9%幅度误差：（3.045-3.00）/3.00=1.5%由误差分析可得，正弦波频率误差较大，但仍满足题目要求，误差可能来源于 元件参数选择的匹配度元件实际值与理论值存在的误差幅度的误差较小，误差来源可能是元件实际值与理论值存在的误差同相比例放大倍数不够精确对振荡源进行仿真，给出仿真电路图和脉冲波输出波形，验证输出频率的正确性，给出误差说明。

北京工业大学课程设计报告学院电控专业通信工程班级通信工程242 组号10题目步进电机控制电路基于运放的信号发生器设计姓名尹燃学号09024226同组人吴萌指导老师纪宝伦成绩2011年5月步进电机控制电路提纲：一、设计要求二、电路设计三、步进电机的实际连接及测量四、实验中遇到的问题及解决方案五、收获体会六、参考资料一、设计要求步进电机控制电路（一）、设计任务本课题要求设计一个步进电机控制电路，该电路能对步进电机的运行状态进行控制。

（二）、基本要求1、能控制步进电机正转和反转及运行速度，并由LED 显示运行状态。

（步进电机工作方式可为单四拍或双四拍）。

2、测量步进电机的步距角。

(通过实测步进电机旋转一周所需要的脉冲数，推算出步进电机的步距角)。

（三）、扩展要求设计步进电机工作方式为四相八拍。

（四）、设计框图步进电机控制电路主要由脉冲发生电路、环行脉冲分配电路、控制逻辑及正反控制门、功率放大器（驱动电路）和步进电机等组成。

（五）、参考元器件NE555，计数器74LS161，74LS08，74LS74，74LS14（04），74LS138（74LS153）， 四相步进电机，发光二极管，续流二极管IN4004，复合三极管TIP122，5Ω（1W ）电阻，其他电容、电阻若干。

脉冲发生电路 环形脉冲分配电路 控制电路 驱动电路 脉冲显示步进电机补充说明：a、本实验提供的是四相步进电机，它对外有六条引线，其中二条为公共端、另外四条分别为A相、B相、C相、D相，但引脚具体排序未知，故在使用前需要对步进电机进行分析，测试，并判断出具体的相序。

b、四相步进电机磁激励方式基本有三种：i、单四拍方式，通电顺序为A——B——C——D——A；ii、双四拍方式，通电顺序为AB——BC——CD——DA——AB；iii、四相八拍方式，通电顺序为A——AB——B——BC——C——CD——D——DA——A。

如果按上述三种通电方式和通电顺序进行通电，则步进电机将正向转动。

１ ． ２第二种设计方案
以 ＬＭ３２４系 列 器 件 携 带 真 差 动 输 入 的 四 运算放大器 作核心器件 ，采用单 电源供 电方式 ， 按 照 “正弦 波 方 波 、三 角 波 ”的 总 体 设 计 思路 ，
围元 器 件 （在 单元 电路 里 周 围 的 附 属 元 件 就 是 外 围 元件 ） 构 成 了 ＲＣ桥 式 振 荡 电 路 ， 形 成 正 弦波信 号，接着利用其中一个运算放大器构成 的 电压 跟 随 器 （一 种 电子 线 路 ）确 保 正 弦 波 信
方案要求较高 的电源供 电条件，于形成及转换
信 号 发 生 器 提 供 各 种 频 率 、 波 形 及 输 出 波 形 当 中 ，太 过 复 杂 ， 同时 信 号 生 成 后 形 成 比
电 平 电 信 号 。 测 量 不 同 类 型 电 信 系 统 中 的振 幅 较 大 的 谐波 分量 ，不 容 易调 整振 幅 ，使 得 调 试
电子技术 · Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
集成运算放大器构 成的简易信号发生器的设计
文 ／潘 元 忠 李 大 革
集成运 算放 大 器构成 的信 号 发 生 器具有 多 重优 势，如 结构 简 洁，容 易调 试等 ，普 遍 应 用 于电 子 系统 设 计 中。 本 次 研 究 中 使 用 了单 电源 供 电 方式 ，将 ＬＭ３２４运 算放 大 器作 为重要 的 器件 ，把 中 间 的 ４个运 算放 大 器各 自设 计成 符合 一定 需求 的单 元 电路 ，最终 生成 了简 易信 号 发生 器，该信 号
生 成 正 弦 波 ， 正 弦 波 频 率 经 过 调 整 电 阻 Ｒ 转 化 了 ８００．１ ６００ ＨＺ，接 着 经过 电压 跟 随 器 输 出 正 弦 波 （ｓｉｎｅ ｗａｖｅ，频 率 成分 最 为 单 一 的一 种 信 号），正弦波通过零 比较器 ，经过整性状 ，