信号发生电路设计

UEST of China,电子科技大学,电子科技大学,信号发生电路设计,电子设计竞赛题目分析,全国大学生电子设计竞赛从1994年到2005年已经举办了7届,从历届电子设计竞赛题目来看，可以归纳成7类,电源类,信号源类,高频无线电类,放大器类,仪器仪表类,数据采集与处理类,控制类,往届信号源类电子设计竞赛题目,实用信号源的设计和制作 （第二届，1995年）,题目要求：,在给定15V电源电压条件下，设计并制作一个正弦波和脉冲波信号源。,波形发生器 （第五届，2001年）,题目要求：,设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。,信号发生器,一、正弦波发生器,二、非正弦波发生器,方波,三角波,任意波形,信号发生基本原理,正弦波发生器,运算放大器（工作于线性状态）和外接移相选频网络构成,非正弦波发生器,施密特触发器和积分电路构成,正弦波发生器 非正弦波发生器,正弦波 方波 三角波,三角波 正弦波 方波,三角波 方波 正弦波,方波 三角波产生电路,比较器电压传输特性,方波-三角波,三角波-正弦波变换电路,方波-三角波-正弦波,其他波形产生电路,方波产生电路,正弦波产生电路,三角波产生电路,多种信号产生电路,555时基集成电路的波形产生应用,中文名称：定时器或时基电路；,起源：1972年，Signetics公司发明；,类型：模拟数字混合电路；,应用：家用电器、电子玩具等。,100,S,R,Q,Q,+,-,+,-,5k,5k,5k,地,GND,放电端,Discharge,触发端,Trigger,控制电压端,Control Voltage,阈值端,Threshold,复位端,Reset,输出端,Output,电源端,V,CC,T,A,1,A,2,G,1,G,2,2Vcc/3,Vcc/3,阈值端,触发端,复位端,输出端,放电端,0,0,导通, 2V,CC,/3, V,CC,/3,1,0,导通, V,CC,/3,1,保持,保持,2V,CC,/3, V,CC,/3,1,1,截止,管脚排列：,双极型：（555，如LM555、NE555等）,CMOS型：（7555，如ICM7555等）,类型,输出,驱动,驱动方式：推挽输出,驱动电流：200 mA,（Vcc=+5+15V）,（Vcc=+3+18V）,无稳态应用（多谐振荡器）,t,1,0.7(R,t1,+R,t2,)C,t,t,2,0.7R,t2,C,t,t,0,、,t,V,CC,/3,V,CC,2V,CC,/3,0,100,S,R,Q,Q,+,-,+,-,5k,5k,5k,T,A,1,A,2,G,1,G,2,V,CC,V,O,R,t1,C,t,R,t2,无稳态应用（压控振荡器-vco,）,t,0,、,t,V,th,/2,V,CC,V,th,0,100,S,R,Q,Q,+,-,+,-,5k,5k,5k,T,A,1,A,2,G,1,G,2,V,CC,V,O,R,t1,C,t,R,t2,V,th,波形产生集成电路MAX038应用,多种波形输出：正弦波、三角波、锯齿波、方波、脉冲波,0.1,Hz20MHz,频率范围,输出频率及占空比可调,输出电阻小至0.1欧，输出电流,20,mA,正弦波输出总谐波失真低至0.75%,MAX038函数发生器的基本原理,MAX038的基本特性,MAX038的管脚排列图,2.5,V,电压基准,振荡器，振荡控制器,波形形成和控制电路,输出缓冲器,鉴相器,用于输出同步信号的比较器,波形发生部分：,振荡器通过对CF的充放电来实现频率的控制产生三角波和一路差分信号。输出三角波的其频率由流入Pin10的电流IIN和CF决定，具体关系为,f,o,(MHz)=I,IN,(uA)CF(pF),其中IIN在2uA到750uA之间取值。FADJ上的电压（-2.4V+2.4V）对输出频率起微调作用范围在（Fo70%）不需要时应通过12k的电阻拉到地。DADJ上的电压（-2.4V+2.4V）对输出波形的对称性起调整作用。当输出方波时占空比调整率为15%85%。同样在不需要利用该功能是应通过12k电阻拉到地,正弦波形成和波形选择,产生的三角波通过一个正弦波形成器被折成正弦波，差分信号通过比较器形成方波。连同原来的波形再通过模拟多路器（由Ao，A1）决定，输出缓冲器将多路器选出来的波形缓冲后输出,鉴相器和同步信号的产生部分,鉴相器将输出信号PDI和振荡器产生的差分信号进行鉴相，鉴相结果由PDO输出（与FADJ相连可使输出与外输入同步）。,同步信号的产生部分用于为数字部分提供同步信号，其频率和振荡器输出频率相同。,三、MAX038函数发生器的应用,多功能函数发生器,压控振荡器,FM或PWM调制器,锁相环路(PLL),FSK发生器,正弦波：失真度,三角波：线性度,方波：上升与下降斜率,根据傅里叶级数，一个失真的正弦波可以分解为一系列幅度不同、相位有别的基波和各,次谐波。因此,非线性失真度,定义为全部谐波能量与基波能量之比的量之比的平方根值。,f,V,V,max,-V,min,t,1,t,2,简易函数发生器的制作,一、基本部分：,制作一个函数发生器，要求能够输出正弦波、三角波和方波；,输出频率为100,Hz,10 MHz。,二、发挥部分：,输出幅度,V,p,-p,从210,V,可调；,能够输出,FM,和,PWM,调制波形；,其它。,