方案(àn)選取

()方案:三(sān)角(jiǎo)波(bō)變換(huàn)成正(zhèng)弦(xián)波(bō)

由運(yùn)算放(fàng)大(dà)器單(dān)路及分立(lì)元(yuán)件(jiàn)構(gòu)成，方波(bō)--三(sān)角波--正弦波(bō)函數(shù)發(fā)生(shēng)器電路組(zǔ)成如圖1所(suǒ)示，由(yóu)於(yú)難(nán)點(diǎn)在三角波(bō)到(dào)正(zhèng)弦波的(dí)變(biàn)換(huàn)，故以下將詳細(xì)介紹(shào)三(sān)角波(bō)到正(zhèng)弦(xián)波(bō)的變換(huàn)
。

1
。利用差分放大電(diàn)路實現三(sān)角(jiǎo)波(bō)--正弦波的變(biàn)換

波形(xíng)變(biàn)換的原理(lǐ)是利用差(chà)分(fēn)放(fàng)大器的(dí)傳輸性(xìng)曲(qū)綫(xiàn)的(dí)非(fēi)綫(xiàn)性(xìng)，波形變換過程如圖2所示(shì)
。由圖可以(yǐ)看出(chū)，傳輸性曲(qū)綫越對稱，綫性區域越(yuè)窄(zhǎi)越好(hǎo);三(sān)角波的幅(fú)度(dù)Uim應(yīng)正好使(shǐ)晶(jīng)體(tǐ)接(jiē)近飽(bǎo)和(hé)區域或者(zhě)截(jié)至區域(yù)
。方案:用(yòng)差(chà)分放(fàng)大電(diàn)路(lù)實現三角波到(dào)正弦波以及集成運放組成(chéng)的(dí)電路(lù)實(shí)現(xiàn)函數(shù)發(fā)生(shēng)器

2
。 用二(èr)管折綫近(jìn)似電路實(shí)現(xiàn)三角(jiǎo)波--正(zhèng)弦(xián)波的(dí)變換

二管(guǎn)折(zhē)綫近(jìn)似電路 圖3

根(gēn)據二管折綫(xiàn)近(jìn)似電(diàn)路(lù)實現(xiàn)三角波(bō)--正(zhèng)弦(xián)波的變(biàn)換的(dí)原(yuán)理(lǐ)圖(tú)，可得其(qí)輸(shū)入，輸出性(xìng)曲(qū)綫(xiàn)如(rú)入3所示
。

頻率調節(jié)分(fēn)時(shí)，可按三(sān)個頻(pín)率段給定(dìng)三(sān)個(gè)電容值(zhí):1000pF，0.01Μf，0.1μF然後再計(jì)算R的大小
。手控(kòng)與壓(yā)控分(fēn)綫路要(yào)求(qiú)更換(huàn)方便
。為滿足對(duì)方(fāng)波(bō)前後沿時(shí)間(jiān)的(dí)要求，以(yǐ)及(jí)正弦(xián)波zui作(zuò)頻(pín)率(shuài)(10kHz)的(dí)要求，在(zài)積分(fēn)器，器(qì)，正(zhèng)弦波轉換器和輸(shū)出(chū)中應選(xuǎn)用(yòng)Sr值較大(dà)的(dí)運放(如LF353)
。為保(bǎo)證正弦(xián)波有(yǒu)較小(xiǎo)的失真(zhēn)度(dù)，應正確(què)計算二管網(wǎng)絡的電阻(zǔ)參(cān)數，並(bìng)注意調節輸出(chū)三(sān)角(jiǎo)波的幅度和(hé)對稱度(dù)
。輸入(rù)波(bō)形中不(bù)能(néng)含有(yǒu)直成(chéng)分(fēn)
。

(二(èr))方案二:用(yòng)二(èr)管折綫近似(sì)電路以及集(jí)成運(yùn)放(fàng)組(zǔ)成的(dí)電(diàn)路實現(xiàn)函數發生器

圖是由(yóu)μA741和(hé)5G8038組成的壓(yā)控震蕩器(qì)，當8腳與連(lián)續可(kě)調的(dí)直電壓相(xiāng)連時，輸出頻率(shuài)亦(yì)連(lián)續(xù)可(kě)調
。當(dāng)此(cǐ)電壓(yā)為zui小值(近似為0)時(shí)
。輸(shū)出(chū)頻(pín)率(shuài)zui低，當電壓(yā)為zui大值(zhí)時，輸(shū)出頻(pín)率zui;5G8038控製(zhì)電(diàn)壓有效作(zuò)用範圍是0-3V
。由於(yú)5G8038本身(shēn)的綫(xiàn)性度(dù)僅(jǐn)在掃描(miáo)頻率(shuài)範圍(wéi)10:1時為0.2%，更大範圍(如1000:1)時(shí)綫(xiàn)性度(dù)隨之變(biàn)壞，所以控製(zhì)電(diàn)壓經μA741後(hòu)再送(sòng)入5G8038的8腳(jiǎo)，這樣(yàng)會(huì)有效(xiào)地改善壓控(kòng)綫性度(dù)(優於1%)
。若4，5腳的外接電(diàn)阻相(xiāng)等且為(wéi)R，此時(shí)輸出(chū)頻(pín)率可(kě)由下(xià)式決(jué)定:

f=0.3/RC4

設函(hán)數(shù)發生器zui作頻率為2kHz，定時(shí)電(diàn)容C4可(kě)由(yóu)上式(shì)求得(dé)
。

電路中(zhōng)RP3是用(yòng)來調(tiáo)整頻端波形(xíng)的(dí)對(duì)稱性，而RP2是(shì)用來調(tiáo)整(zhěng)低頻端(duān)波形(xíng)的對稱性(xìng)，調整RP3和(hé)RP2可(kě)以改善(shàn)正弦(xián)波(bō)的失真(zhēn)
。穩(wěn)壓管(guǎn)VDz是為了避(bì)免8腳上(shàng)的(dí)負(fù)壓過大而使(shǐ)5G8038作(zuò)失常(cháng)設置(zhì)的
。

(三)方案三(sān):用(yòng)單(dān)片集(jí)成(chéng)函數發(fā)生器5G8038

可(kě)行(háng)性分析(xī):

上(shàng)麵三(sān)種(zhǒng)方案中，方(fāng)案與方案(àn)二中(zhōng)三角波(bō)--正弦(xián)波分(fēn)原(yuán)理雖(suī)然不(bù)樣(yàng)，但是他們(mén)有共通的(dí)地(dì)方(fāng)就是(shì)都(dū)要(yào)人為地(dì)搭建波形變(biàn)換的電路圖(tú)
。而(ér)方(fāng)案(àn)三(sān)采用(yòng)集(jí)成芯(xīn)片使得電(diàn)路大大簡化(huà)，但是(shì)由於(yú)實驗室條件(jiàn)和(hé)成本的(dí)限製(zhì)，我們拋棄(qì)的是(shì)三(sān)種方(fāng)案，因(yīn)為(wéi)它是犧(xī)牲(shēng)了(liǎo)成本(běn)來換取的方(fāng)便
。其(qí)次是(shì)對方(fāng)案與方(fāng)案(àn)二的，方案(àn)中用(yòng)的(dí)是電容(róng)和電(diàn)阻運放(fàng)和三管等(děng)電器(qì)原(yuán)件，方(fāng)案(àn)二(èr)是(shì)用的二(èr)管(guǎn)，電(diàn)阻(zǔ)，三(sān)管(guǎn)，運放(fàng)等電器原(yuán)件(jiàn)，所以從簡單(dān)而(ér)且便於(yú)購買(mǎi)的前提出發我們(mén)選擇方(fāng)案(àn)為我(wǒ)們zui終的(dí)方案
。

參數確定

從(cóng)電路的過程(chéng)來看電路分為三分:①正(zhèng)弦(xián)波(bō)分②方波分③三(sān)角波(bō)分

正弦波

由(yóu)於我們選(xuǎn)取差分放大(dà)電(diàn)路(lù)對三(sān)角(jiǎo)波--正(zhèng)弦波(bō)

行(háng)變換(huàn)，要成的(dí)作是選(xuǎn)定(dìng)三(sān)管，我(wǒ)

們現在選(xuǎn)擇KSP2222A型的(dí)三管，其(qí)靜態曲(qū)綫圖

像(xiàng)如右(yòu)圖(tú)所示(shì)
。

根據KSP2222A的(dí)靜(jìng)態(tài)性(xìng)曲綫，選(xuǎn)取(qǔ)靜(jìng)態

作(zuò)區的(dí)中(zhōng)心

由直通路有:

20 k

因為靜態(tài)作點已(yǐ)經確(què)定(dìng)，所(suǒ)以(yǐ)靜(jìng)態(tài)電變(biàn)成已知
。根據KVL方程可計算出(chū)鏡像(xiàng)電源(yuán)中(zhōng)各個(gè)電阻值的大小:

可得(dé)