实验六-方波—三角波—正弦波函数发生器
六．方波-三角波-正弦波函数发生器 一、实验目的
函数信号发生器是一种可以同时产生正弦波、三角波和方波信号电压波形的电路，调节外部电路参数，还可以获得占空比可调的锯齿波、阶梯波等信号的电压波形。本实验主要是掌握方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法。 二、设计任务要求
频率范围：100~1000Hz，1000~10000Hz 输出电压： 方波Vpp≤24V 三角波Vpp=6V 正弦波Vpp=1V 波形特征： 方波tr<100μs 三、实验原理
本实验方波-三角波-正弦波的设计电路如下图所示：
由比较器、积分器和反馈网络组成振荡器，比较器所产生
的方波通过积分器变成三角波，最后利用差分放大器传输特性曲线，将三角波转换成正弦波。
具体的电路设计如下图所示，三角波-方波产生电路是把比较器与积分器首尾相连，而三角波-正弦波的变换电路采用的是单端输入-单端输出差动放大电路输入输出方式。下面将仔细分析两个子电路。
① 方波-三角波产生器
方波-三角波产生器有很多种，此次试验是采用把比较器和积分器首尾相连构成方波-三角波产生器 的方式，具体分析电路如下所示：
集成运放A2的输出信号三角波VO2为A1的输入信号V1，又因为A1的反相端接地，可得三角波输出VO2的峰值VO2m为
VO2m=R式中的VZ为方波的峰值电压。
因积分电路输出电压从0上升到V1m所需时间为1/4T,故
V其中
R=R4+RP2 T?4RR?R??RR?C
24R23?RP1VZ
O2M?R2R3?RP1VZ?1TC?40VZVTdt?ZR4RC
p23p1从上述分析关系可得，调节RP2和电容C的大小可改变振荡频率，改变R2/(RP1+R3)的比值可调节三角波的峰值。 ② 三角波-正弦波产生电路
三角波-正弦波产生电路的设计简图如下所示：
在电路两边对称的理想条件下，流过理想的恒流源RE的电流IO不会随差模输入电压而变化，晶体管工作在放大区时，它的集电极电流近似为： I I假设α≈1时， 由于
Vid=VBE1-VBE2 则
I同理
IC2C1??1IE1?ISe??2IE2?ISeVBE1VT
BE2?VBE1VBE2VTC2IO?IC1?IC2VIC2?IC1(1?)?IC1(1?eIC1VT)
C1?IO?Vid1?eVT
?IO1?eVidVT
分析表明，如果差分电路的差模输入Vid为三角波，则Ic1