Los requisitos de diseño para los osciloscopios digitales son los siguientes
Luego, estas cantidades digitales se envían a D/A en ciertos intervalos de tiempo para su conversión y salida. De esta manera, siempre que los números se envíen cíclicamente, la forma de onda se puede obtener en el extremo de salida bipolar. D/A..
Utiliza un oscilador en chip de microcontrolador, reinicio de encendido y circuito de vigilancia de hardware externo.
Hay mucha información en línea sobre la codificación de formas de onda. La siguiente es una descripción del diseño del circuito de hardware (esto se encontró en línea):
Emite dos ondas sinusoidales con igual amplitud y una diferencia de fase de 90 grados como forma de onda de referencia para la medición de la desviación del objeto; genera el ángulo La fase de la forma de onda medida refleja la dirección de la desviación angular y la amplitud refleja la cantidad de desviación angular relativa a la forma de onda de referencia. El generador de forma de onda dedicado es un dispositivo que simula la forma de onda de salida de desplazamiento angular y se utiliza para detectar circuitos de demodulación y circuitos amplificadores de potencia posteriores. Utiliza una microcomputadora de un solo chip como núcleo y, después de la conversión D/A y el procesamiento del circuito de amplificación, finalmente genera la forma de onda de referencia y la forma de onda de medición del ángulo que reflejan la actitud del proyectil.
Programación de software:
#Contiene "reg52.h"
#Definir carácter uchar sin signo
#Definir uint entero sin signo
#Definir uint entero sin signo
p>
Tabla de códigos de caracteres sin signo []=; //* * *El cátodo 0~9 corresponde a 16 números decimales.
//= = = = = = = = = = Datos de onda sinusoidal = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
uchar código sin_tab[256]=
{
0x80, 0x83, 0x86, 0x89, 0x8c, 0x8f, 0x92, 0x95, 0x98, 0x9c, 0x9f, 0xa2 , 0xa5, 0xa8, 0xab, 0xae,
0xb0, 0xb3, 0xb6, 0xb9, 0xbc, 0xbf, 0xc1, 0xc4, 0xc7, 0xc9, 0xcc, 0xce, 0xd1, 0xd3, 0xd5, 0xd8,
0xda, 0xdc, 0xde, 0xe0, 0xe2, 0xe4, 0xe6, 0xe8, 0xea, 0xec, 0xed, 0xef, 0xf0, 0xf2, 0xf3, 0xf4,
0xf6, 0xf7, 0xf8, 0xf9, 0xfa, 0xfb, 0xfc, 0xfc, 0xfd, 0xfe, 0xfe, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0xfe, 0xfd, 0xfc, 0xfc, 0xfb, 0xfa, 0xf9, 0xf8, 0xf7,
0xf6, 0xf5, 0xf3, 0xf2, 0xf0, 0xef, 0xed, 0xec, 0xea, 0xe8, 6, 0xe4 , 0xe3, 0xe1, 0xde, 0xdc,
0xda, 0xd8, 0xd6, 0xd3, 0xd1, 0xce, 0xcc, 0xc9, 0xc7, 0xc4, 0xc1, 0xbf, 0xbc, 0xb9, 0xb6, 0xb4,
0xb1, 0xae, 0xab, 0xa8, 0xa5, 0xa2, 0x9f, 0x9c, 0x99, 0x96, 0x92, 0x8f, 0x8c, 0x89, 0x86, 0x83,
0x80, 0x7d, 0x79, 0x76, 0x73, 0x70, 0x6d, 0x6a, 0x67, 0x64, 0x61, 0x5e, 0x5b, 0x58, 0x55, 0x52,
0x4f, 0x4c, 0x49, 0x46, 0x43, 0x3e, , 0x3b, 0x39 , 0x36, 0x33, 0x31, 0x2e, 0x2c, 0x2a, 0x27,
0x25, 0x23, 0x21, 0x1f, 0x1d, 0x1b, 0x19, 0x17, 0x15, 0x14, 0x12, 0x10, f, 0xd, 0xc, 0xb,
0x9, 0x8, 0x7, 0x6, 0x5, 0x4, 0x3, 0x3, 0x2, 0x1, 0x1, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x 0,
0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x1, 0x1, 0x2, 0x3, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8,
0x9, 0xa, 0xc, 0xd, 0xe, 0x10, 0x12, 0x13, 0x15, 0x17, 0x18, 0x1a, 0x1c, 0x1e, 0x20, 0x23,
0x25, 0x27, 0x29, 0x2c, 0x2e, 0x30, 0x33, , 0x38, 0x3b , 0x3d, 0x40, 0x43, 0x46, 0x48, 0x4b,
0x4e, 0x51, 0x54, 0x57, 0x5a, 0x5d, 0x60, 0x63, 0x66, 0x69, 0x6c, 0x6f, 0x73, x76, 0x79, 0x7c,
};
//Tabla de datos de señales de ondas triangulares
código uchar thr_tab[32]=
{
0x00, 0x0f, 0x1f , 0x2f, 0x3f, 0x4f, 0x5f, 0x6f, 0x7f, 0x8f, 0x9f, 0xaf, 0xbf, 0xcf, 0xdf, 0xef,
0xff, 0xef, 0xdf, 0xcf, 0xbf, 0xaf, 0x9f, f, 0x7f, 0x6f, 0x5f, 0x4f, 0x3f, 0x2f, 0x1f, 0x0f
};
// -
//Tabla de datos de señal de diente de sierra
uchar código jc_tab[33]=
{
0x00, 0x08, 0x0f, 0x18, 0x1f, 0x28, 0x2f, 0x38, 0x3f, 0x48, 0x4f, 0x58, 0x5f, 0x68, 0x6f, 0x78,
0x7f, 0x88, 0x8f, 0x98, 0x9f, 0xa8, 0xaf, 0xb8, 0xbf, 0xc8, 0xcf, 0xd8, 0xdf, 0xe8, 0xef, 0xf8, xff
};
//Definición del puerto de control de selección de posición del tubo digital
sbit led4=p2^7;
sbit led3=p2^ 6 ;
sbit led2=p2^5;
sbit led1=p2^4;
//Declaración del botón
sbit s1 = p2^3;
sbit s2=p2^2;
sbit s3=p2^1;
Tabla de caracteres sin firmarArry[4]; Mostrar datos
char flag = 1; // Etiqueta de clave Cuando flag = 1, significa que no se presiona. Cuando flag = 0, significa que se presiona una determinada tecla.
int key count = 0; //Recuento de claves
Caracteres sin firmar waveth, wavetl // Se utiliza para agregar un valor al temporizador.
Unsigned int frecount = 100; //recuento de frecuencia
Unsigned int mbjs//recuento de tabla de códigos, * * * toma 32 puntos.
//Programa de retraso de milisegundos
Retraso no válido (milisegundos enteros)
{
Uchar I;
cuando(milisegundos)
{
for(I = 250;i>0;i-);
}
}
//Escaneo de teclado
escaneo de tecla nula()
{
if(flag==1)
{
If(S3==0) //Utiliza S3 para cambiar formas de onda.
{
Daremus(2); //Retraso en el rebote
If(S3==0) //Recuento de claves, conveniente para cambiar formas de onda.
{
flag = 0;
recuento de claves++;
if(recuento de claves & gt; = 4)recuento de claves = 0 ; //Cuatro formas de onda cuentan 4 veces.
}
}
If(S2==0) //La frecuencia aumenta en 1.
{
Daremus(2);
Si (S2==0)
{
marcar = 0;
Interruptor (recuento de teclas)
{
Caso 0: //Frecuencia de onda sinusoidal más 1
frecuencia++;
if(frecount & gt;1000)frecount = 0;
Break;
Caso 1: //Suma 1 a la frecuencia de la onda triangular.
frecount++;
if(frecount & gt;1000)frecount = 0;
Romper;
Caso 2: //Diente de sierra Frecuencia más 1
frecount++;
if(frecount & gt; 1000)frecount = 0;
Pausa;
Caso 3: //Suma 1 a la frecuencia de onda cuadrada
frecount++;
if(frecount & gt; 1000)frecount = 0;
Break;
}
wave th =(65536-57603/frecount)/256; //Recalcular el valor inicial
wave TL =(65536-57603/frecount)% 256;
p>}
}
If(S1==0) //La frecuencia se resta en 1.
{
Daremus(2);
if(S1==0)
{
bandera = 0;
Interruptor (recuento de teclas)
{
Caso 0: //La frecuencia de la onda sinusoidal se reduce en 1.
frecount-;
if(frecount <0)frecount = 999;
Break;
Caso 1: // Triangular frecuencia de onda menos 1.
frecount-;
if(frecount & lt;0)frecount = 999;
Pausa;
Caso 2:// La frecuencia del diente de sierra se reduce en 1.
frecount-;
if(frecount & lt;0)frecount = 999;
Pausa;
Caso 3:// La frecuencia de la onda cuadrada se reduce en 1.
frecuenta-;
if(frecuenta <0)frecuenta = 999;
descanso;
}
wave th =(65536-57603/frecount)/256; //Recalcular el valor inicial
wave TL =(65536-57603/frecount)% 256;
}
}
}
If (S1!= 0 & amp& ampS2!= 0 & amp& ampS3!= 0)flag = 1 //Botón de evaluación Si; para aparecer.
}
//División de datos
Cambios no válidos (forma de onda de carácter, frecuencia entera sin signo)
{
ta Barry[0]= tipo de onda; //Muestra letras que indican el tipo de onda.
tabArry[1]=Frecuencia% 1000/100; //Cientos
tabArry[2]=Frecuencia% 100/10; //Diez personas
tabArry[3]=frecuencia % 10; //Bit
}
//Función de visualización
Visualización vacía()
{
Interruptor (recuento de teclas)
{
Caso 0: //Display A y la frecuencia de la onda sinusoidal.
change(0, frecount);
Break;
Caso 1: //Muestra las frecuencias de B y las ondas triangulares.
change(0x0b, frecount);
Break;
Ejemplo 2: //Muestra la frecuencia de las ondas C y de diente de sierra.
change(0x0c, frecount);
Break;
Ejemplo 3: //Muestra la frecuencia de D y ondas cuadradas.
cambiar(0x0d, frecount);
Romper
}
P0 = tabla[tab arry[0]];/ /Enviar el código de bit más alto
led 1 = 0; //Abrir el puerto de control de selección de ubicación correspondiente.
Dalems(2); //Mostrar retraso
led 1 = 1; //Cierra el control de selección de bit correspondiente y muestra el siguiente bit.
P0 = tabla[tabArry[1]];
led 2 = 0
Daremus(2); = 1;
P0 = tabla[tabArry[2]];
led 3 = 0
Daremus(2); >led 3 = 1;
P0 = tabla[tabArry[3]];
led 4 = 0
Dai Lai ms(2);
led 4 = 1;
}
void Timerinit()
{
TMOD = 0x 01; //Temporizador 0 modo 1
//Fórmula de cálculo del valor inicial del temporizador: X=65536-(T/T0)=65536-(f0/f/32)
TH0 = onda th =(65536-57603/frecount)/256; //El valor inicial del temporizador es 22,1184MHz.
TL0 = wavetl =(65536-57603/frecount)% 256;
EA = 1; //Activar interrupción del host
ET0 = 1; / Activar la interrupción del temporizador 0
TR0 = 1; //El temporizador 0 comienza a contar.
}
//Función principal
void main()
{
timer init(); //Inicialización del temporizador
while(1)
{
tecla scan(); //Botón de escaneo
display(); //Mostrar programa
}
}
Temporizador no válido 0() interrupción 1
{
TH0 = waveth//Reasignar el valor inicial
TL0 = wavetl
If (keycount==0) //Salida de onda sinusoidal.
{
p 1 = sin _ tab[mbjs];
mbjs+= 8; // 256 puntos, genera un dato cada 8 puntos.
if(mbjs & gt;=256)
{
mbjs = 0;
}
}
Else if(keycount==1) //Onda triangular de salida.
{
p 1 = thr _ tab[mbjs];
mbjs++
if(mbjs & gt;=32)
{
mbjs = 0;
}
}
Si no, si(keycount==2) // Salida de onda de diente de sierra.
{
p 1 = JC_tab[mbjs];
mbjs++;
if(mbjs>=32)
{
mbjs = 0;
}
}
Else if(keycount==3) //Cuadrado de salida ola.
{
mbjs++;
if(mbjs>=32)
{
mbjs = 0;
}
de lo contrario si(mbjs & lt;16)p 1 = 0x ff;
de lo contrario p 1 = 0x 00;
}
}
Resumen
El generador de señal de función es un circuito que puede generar varias formas de onda, como onda triangular, onda en diente de sierra, onda rectangular (incluida la onda cuadrada). onda), onda sinusoidal, etc. Los generadores de señales de función se utilizan ampliamente en experimentos de circuitos y pruebas de equipos. Al analizar el principio y la composición del generador de forma de onda funcional, se puede diseñar un generador de forma de onda funcional que pueda generar ondas triangulares, ondas sinusoidales y ondas cuadradas.
Este artículo adopta el método de diseño de un generador de función de onda cuadrada, onda triangular y onda sinusoidal compuesto por un amplificador operacional integrado y un amplificador diferencial de transistor. Primero, un comparador genera una onda cuadrada, luego un integrador genera una onda triangular y, finalmente, un amplificador diferencial forma una onda sinusoidal. El principio de la transformación de forma de onda es utilizar la no linealidad de la curva característica de transmisión del amplificador diferencial.
La simulación obtuvo las formas de onda de onda cuadrada, onda triangular, onda sinusoidal, conversión de onda cuadrada-onda triangular y conversión de onda triangular-onda sinusoidal.
Palabras clave: generador de señal de función, amplificador operacional integrado, amplificador diferencial de transistores.
Propósito e importancia del diseño
1 Propósito del diseño
(1) Dominar los principios y métodos de diseño del generador de funciones de onda cuadrada, onda triangular y onda sinusoidal.
(2) Dominar el cálculo de los parámetros característicos del comparador de histéresis.
(3) Comprender el principio de funcionamiento y la aplicación del generador de funciones integrado monolítico 8038.
(4) Capacidad para utilizar software de simulación de circuitos para la depuración de circuitos.
2 Importancia del diseño
Como fuente de señal común, el generador de funciones es uno de los instrumentos generales más utilizados en el campo de pruebas moderno.
En el desarrollo, producción, prueba y mantenimiento de diversos componentes electrónicos, conjuntos y juegos completos de equipos, se requiere una fuente de señal, que genera señales de voltaje y corriente de diferentes frecuencias y formas de onda y las suma a la medido En un dispositivo o equipo, observar y medir la respuesta de salida del instrumento bajo prueba junto con otros instrumentos, y analizar y determinar sus parámetros de rendimiento. El generador de señales es el instrumento electrónico más básico y más utilizado en el campo de la medición electrónica. Puede generar ondas sinusoidales, ondas triangulares, ondas cuadradas y otras señales de forma de onda, por lo que se usa ampliamente en comunicaciones, radares, navegación, aeroespacial y otros campos.
Contenido del diseño
1 Contenido y requisitos del diseño del curso (incluidos datos originales, parámetros técnicos, condiciones, requisitos de diseño, etc.);
1.1 Diseño del curso contenido
(1) El generador puede generar automáticamente ondas sinusoidales, ondas triangulares y ondas cuadradas.
(2) Un generador de funciones está diseñado con amplificadores operacionales integrados y transistores como núcleo.
(3) Indicadores:
Forma de onda de salida: onda sinusoidal, onda triangular, onda cuadrada.
Rango de frecuencia: 1Hz~10Hz, 10Hz~100Hz
Voltaje de salida: onda cuadrada VP-P≤24V, onda triangular VP-P=8V, onda sinusoidal VP-P > 1V
(4) Se diseña el circuito de aplicación del generador de funciones integrado monolítico 8038.
1.2 Requisitos de diseño del curso
(1) Proponer planes específicos.
(2) proporciona el diagrama esquemático del circuito diseñado.
(3) Simulación de circuitos y diseño de PCB.
2 Principio del generador de formas de onda de funciones
2.1 Diagrama de bloques del principio del generador de formas de onda de funciones
Figura 2.1 Diagrama de bloques del generador de funciones
2.2 El plan general del generador de formas de onda de función
El generador de funciones generalmente se refiere a un circuito o instrumento que puede generar automáticamente formas de onda de voltaje como ondas sinusoidales, ondas triangulares, ondas cuadradas, ondas en dientes de sierra y ondas en escalera. Dependiendo del propósito, existen generadores de funciones que producen tres o más formas de onda. Los dispositivos utilizados pueden ser dispositivos discretos (como el generador de funciones de señal de baja frecuencia S101 que utiliza transistores) o circuitos integrados (como el módulo generador de funciones monolítico 8038). Para dominar aún más la teoría básica y la tecnología de depuración experimental del circuito, este proyecto adopta el método de diseño de un generador de función de onda cuadrada, onda triangular y onda sinusoidal compuesto por un amplificador operacional integrado y un amplificador diferencial de transistor.
Hay muchas formas de generar ondas sinusoidales, ondas cuadradas y ondas triangulares. Por ejemplo, primero genere una onda sinusoidal, luego use un circuito de conformación para convertir la onda sinusoidal en una onda cuadrada y luego use. un circuito integrador para convertir la onda cuadrada en una onda triangular. También puede generar una onda triangular: primero una onda cuadrada y luego convertir la onda triangular en una onda sinusoidal, o convertir la onda cuadrada en una onda sinusoidal, y así sucesivamente; . Este artículo adopta un método de diseño de circuito que primero genera una onda cuadrada-triangular y luego convierte la onda triangular en una onda sinusoidal [3].
El circuito de generación de ondas cuadradas-triangulares consta de un comparador y un integrador. La onda cuadrada emitida por el comparador pasa a través del integrador para obtener una onda triangular. El circuito de conversión de onda triangular a onda sinusoidal se completa principalmente mediante un amplificador diferencial. El amplificador diferencial tiene las ventajas de un punto de funcionamiento estable, alta impedancia de entrada y una fuerte capacidad antiinterferencia. Especialmente como amplificador de CC, puede suprimir eficazmente la deriva del punto cero, por lo que puede convertir una onda triangular de muy baja frecuencia en una onda sinusoidal. El principio de la transformación de forma de onda es utilizar la no linealidad de la curva característica de transmisión del amplificador diferencial.
2.3 El principio de funcionamiento de cada componente del generador de forma de onda funcional
2.3.1 El principio de funcionamiento del circuito generador de onda cuadrada
El circuito consta de un Entrada inversora. Consta de un comparador de histéresis y un circuito RC. El bucle RC es a la vez un enlace de retardo y una red de retroalimentación. El estado de salida se puede cambiar automáticamente mediante la carga y descarga de RC. Supongamos que el voltaje de salida Uo=+Uz en un momento determinado, entonces el potencial del terminal de entrada no inversor Up=+Ut. u0 carga positivamente el capacitor C a R3, como lo muestra la flecha sólida en la Figura 2.3. El potencial n en el terminal de entrada inversor aumenta gradualmente a medida que aumenta el tiempo t. Cuando t se acerca al infinito, Un tiende a +Uz, pero una vez Un = +Ut, con un ligero aumento, Uo salta de +Uz a -Uz, y Up salta. de +Uz a -Uz. +Ut salta a -Ut. Posteriormente, u0 carga inversamente el capacitor C a través de R3, como lo muestra la flecha punteada en la figura. Un disminuye con el tiempo Cuando t tiende a infinito, Un tiende a -uz; pero una vez Un = -Ut y luego disminuye, Uo salta de -Uz a +Uz, Up salta de -Ut a +Ut y la capacitancia comienza de nuevo. Carga en fase positiva. Al repetir el proceso anterior, el circuito genera una oscilación autoexcitada [4].
2.3.2 Principio de funcionamiento del circuito de conversión de onda cuadrada-onda triangular
Figura 2.2 Circuito generador de onda cuadrada-onda triangular
El principio de funcionamiento es el siguiente:
Si se desconecta el punto A, todo el circuito se encuentra en un estado de bucle abierto. Los amplificadores operacionales A1, R1, R2, R3 y RP1 forman un comparador de voltaje. C1 es un capacitor acelerador que puede acelerar el giro del comparador. El terminal inversor del amplificador operacional está conectado al voltaje de referencia, es decir, U- = 0, la entrada no inversora está conectada al voltaje de entrada Uia y R1 se denomina resistencia de equilibrio. El nivel alto de la salida del comparador Uo1 es igual al voltaje positivo de la fuente de alimentación +Vcc, y el nivel bajo es igual al voltaje negativo de la fuente de alimentación -Vee (|+Vcc|=|-Vee|). Cuando U+=U-=0 del comparador, el comparador voltea y la salida Uo1 salta del nivel alto al nivel bajo -Vee, o del nivel bajo Vee.
Supongamos que Uo1 = + Vcc, entonces
(2.1)
Después de ordenar la fórmula anterior, la unidad límite inferior Uia_ del cambio del comparador es
(2.2 )
p>Si Uo1=-Vee, entonces el potencial umbral límite superior Uia+ de la inversión del comparador es
(2.3)
El ancho del umbral del comparador:
(2.4)
Las características de transferencia de voltaje del comparador se pueden obtener a partir de la fórmula anterior, como se muestra en la Figura 2.3.
Después de desconectar el punto A, los amplificadores operacionales A2, R4, RP2, C2 y R5 forman un integrador inverso, y su señal de entrada es una onda cuadrada Uo1, por lo que la salida Uo2 del integrador es:
(2.5)
Cuándo,
(2.6)
Cuándo,
(2.7)
Se puede ver que cuando la entrada del integrador es una onda cuadrada, la salida es una onda triangular con igual velocidad de subida y bajada. La relación de forma de onda se muestra en la Figura 2.4.
Cuando el punto A está cerrado, es decir, cuando el comparador y el integrador forman un circuito cerrado, se genera automáticamente una onda cuadrada-triangular. La amplitud de la onda triangular es:
(2.8)
La frecuencia f de la onda cuadrada-triangular es:
(2.9)
De lo anterior, se pueden extraer las siguientes conclusiones de las dos fórmulas (2.8) y (2.9):
(1) Al ajustar la frecuencia de salida de onda cuadrada-triangular, el potenciómetro RP2 no afecta la amplitud de la forma de onda de salida. Si se requiere un amplio rango de frecuencia de salida, se puede usar C2 para cambiar el rango de frecuencia y PR2 puede lograr un ajuste fino de la frecuencia.
(2) La amplitud de salida de la onda cuadrada debe ser igual a la tensión de alimentación + Vcc. La amplitud de salida de la onda triangular no debe exceder la tensión de alimentación +Vcc.
El potenciómetro RP1 puede realizar un ajuste fino de amplitud, pero afectará la frecuencia de la onda cuadrada-triangular [3].
Figura 2.3 Características de transferencia de voltaje del comparador
Figura 2.4 Relación entre las formas de onda de onda cuadrada y triangular
2.3.3 Principio de funcionamiento de onda triangular-onda sinusoidal circuito de conversión
Como se muestra en la Figura 2.5, el circuito de conversión de onda triangular-onda sinusoidal se completa principalmente con un circuito amplificador diferencial.
El amplificador diferencial tiene las ventajas de un punto de funcionamiento estable, alta impedancia de entrada y una fuerte capacidad antiinterferencia. Especialmente como amplificador de CC, puede suprimir eficazmente la deriva del punto cero, por lo que puede convertir una onda triangular de muy baja frecuencia en una onda sinusoidal. El principio de la transformación de forma de onda es utilizar la no linealidad de la curva característica de transmisión del amplificador diferencial [1].
Figura 2.5 Circuito de conversión onda triangular-onda sinusoidal
El análisis muestra que la expresión de la curva característica de transmisión es:
(2.10)
(2.11)
Fórmula
-Corriente constante del amplificador diferencial;
——Cuando la temperatura ambiente es de 25 oc, el voltaje equivalente a la temperatura ≈ 26 mV.
Si Uid es una onda triangular, sea la expresión
(2.12)
En la fórmula, Um——es la amplitud de la onda triangular;
El período de la onda triangular.
Para acercar la forma de onda de salida a una onda sinusoidal, se puede ver en la Figura 2.6:
(1) Cuanto más simétrica es la curva característica de transmisión, más estrecha es la región lineal.
(2) La amplitud Um de la onda triangular debe ser suficiente para acercar el transistor al área de saturación o al área de corte.
(3) La figura 2.7 es un circuito que implementa la conversión de onda triangular a onda sinusoidal. Entre ellos, RP1 ajusta la amplitud de la onda triangular, RP2 ajusta la simetría del circuito y su resistencia paralela RE2 se utiliza para reducir el área lineal del amplificador diferencial. Los condensadores C1, C2 y C3 son condensadores de bloqueo de CC y C4 es un condensador de filtro que filtra los componentes armónicos y mejora la forma de onda de salida [2].
Figura 2.6 Principio de conversión de onda triangular-seno
Figura 2.7 Circuito de conversión de onda triangular-seno
2.4 Selección y cálculo de parámetros del circuito
2.4.1 Cambios de capacitancia de onda cuadrada a onda triangular C1 (uno de los cambios clave)
En la conexión física, no podemos obtener la forma de onda durante mucho tiempo al principio, y luego, cuando C2 cambia de 10uf (teóricamente disponible) Cuando la forma de onda) se convierte en 0,1uf, la forma de onda se obtiene con éxito. De hecho, algunos análisis muestran que cuando C2 = 10 uf, la frecuencia es muy baja y no es fácil de implementar en circuitos reales.
2.4.2 Cálculo de la parte onda triangular-onda sinusoidal
Las componentes del comparador A1 y del integrador A2 se calculan de la siguiente manera:
Derivado de la fórmula ( 2.8)
Es decir,
toma, entonces, toma, RP1 es 47KΩ. Tomando como ejemplo la resistencia de equilibrio
Según la fórmula (2.9)
es decir
cuando, toma, y luego, toma, es un potenciómetro de 100 kω . Al cambiar de banda, los valores de R4 y RP2 permanecen sin cambios. Tomemos como ejemplo las resistencias de equilibrio.
El principio de selección de parámetros del circuito de conversión de onda triangular-onda sinusoidal es: los condensadores de bloqueo de CC C3, C4 y C5 deben ser más grandes porque la frecuencia de salida es muy baja y el condensador de filtro depende de la forma de onda de salida. . Si hay muchos componentes de onda de rampa de alto orden, pueden ser más pequeños, generalmente desde decenas de picofaradios hasta 0,1 microfaradios. RE2=100 ohmios y RP4=100 ohmios están conectados en paralelo para reducir el rango lineal del amplificador diferencial. El punto de funcionamiento estático del amplificador diferencial se puede determinar observando la curva característica de transmisión y ajustando RP4 y la resistencia R*.
2.5 Diagrama general del circuito
Primero, el comparador genera una onda cuadrada, luego el integrador genera una onda triangular y finalmente el amplificador diferencial genera una onda sinusoidal. Como se muestra en la Figura 2.5.1,
Figura 2.5.1 Circuito experimental del generador de funciones de onda triangular-cuadrada-onda sinusoidal
2.6 Generador de funciones integrado monolítico 8038
2.6.1 Principio de funcionamiento del 8038
8038 consta de fuentes de corriente constante I1 e I2, comparadores de voltaje C1 y C2 y un flip-flop ①. Su diagrama de circuito de principio interno y la disposición de pines externos se muestran en la Figura 2.8 y la Figura 2.9 respectivamente.
Figura 2.8 Diagrama de bloques principal del 8038
Figura 2.9 Diagrama de pines del 8038 (vista superior)
1. Ajuste lineal de onda sinusoidal 2. Salida de onda sinusoidal; 3. Salida de onda triangular; 4. Ajuste de fuente de corriente constante; 5. Ajuste de fuente de corriente constante; 7. Sesgo de modulación de frecuencia; 10. Entrada de control de FM; Condensador externo; 11. Fuente de alimentación negativa o tierra; 12. Ajuste lineal de onda sinusoidal; 13, 14. Pasador vacío
En la Figura 2.8, los mosfets de los comparadores de voltaje C1 y C2 son 2VR/3 y VR. / respectivamente. 3 (donde VR=VCC+VEE), los tamaños de las fuentes de corriente I1 e I2 se pueden ajustar a través de resistencias externas, y I2 debe ser mayor que I1. Cuando la salida del terminal Q del flip-flop es baja, controla el interruptor S para apagar la fuente de corriente I2. La fuente de corriente I1 carga el capacitor externo C, lo que hace que el voltaje vC a través del capacitor aumente linealmente con el tiempo. Cuando vC aumenta a vC = 2VR/3, la salida del comparador C1 salta, lo que hace que el terminal Q de la salida del flip-flop cambie de nivel bajo a nivel alto, y controla el interruptor S para encender la fuente de corriente I2. Como I2 >: I1, el condensador C se descarga y vC disminuye linealmente con el tiempo. Cuando vC cae a vC≤VR/3, la salida del comparador C2 salta, lo que hace que la salida Q del flip-flop cambie nuevamente del nivel alto al nivel bajo, I2 se apaga nuevamente, I1 carga C nuevamente y vC cambia linealmente con el tiempo. elevar. Este ciclo crea oscilación. Si I2 = 2I1, el tiempo de subida de vC es igual al tiempo de caída, se genera una onda triangular y se envía al pin 3. La salida de onda cuadrada del flip-flop se envía al pin 9 a través del buffer. El convertidor de onda sinusoidal convierte la onda triangular en una onda sinusoidal y luego la emite a través del pin 2. Cuando i1 está en el flip-flop de la Figura 2.8, cuando el terminal R está en nivel alto y el terminal S está en nivel bajo, la salida del terminal Q está en nivel bajo; de lo contrario, el terminal Q está en nivel alto;
2.6.2 8038 constituye un generador de forma de onda de función.
Como se puede ver en la Figura 2.9, el pin 8 es el terminal de entrada de control de voltaje de FM y el pin 7 genera el voltaje de polarización de FM. Su valor (refiriéndose al voltaje entre los pines 6 y 7) es (VCC). +VEE/ 5), se puede utilizar como voltaje de entrada del pin 8. Además, la salida de onda cuadrada del dispositivo tiene la forma de un colector abierto. Generalmente, es necesario conectar una resistencia entre la fuente de alimentación positiva y el pin 9. Su valor suele ser de 10k. Aproximadamente, como se muestra en la Figura 2.10. Cuando el extremo móvil del potenciómetro Rp1 está en la posición media y los pines 8 y 7 están en cortocircuito en la figura, las salidas de los pines 9, 3 y 2 son ondas cuadradas, ondas triangulares y ondas sinusoidales, respectivamente. La frecuencia de oscilación f del circuito es aproximadamente 0,3/[C(R1+RP1/2)]. Ajustar RP1 y RP2 puede hacer que la distorsión de la onda sinusoidal alcance el nivel deseado.
En la Figura 2.10, cuando el terminal móvil de RP1 está en posición neutra, la conexión entre los pines 8 y 7 se rompe. Si se conecta un potenciómetro entre +VCC y -VEE, el terminal dinámico se conecta al pin 8 y se cambia el voltaje de control (es decir, voltaje de modulación de frecuencia) entre la fuente de alimentación positiva +VCC y el pin 8, la frecuencia de oscilación cambiará en consecuencia. , entonces este circuito es un generador de funciones con frecuencia ajustable. Si el voltaje de control cambia de acuerdo con ciertas reglas, se puede formar un generador de función de barrido de frecuencia.
Figura 2.10 8038 conectado al generador de formas de onda
3 Simulación de circuito
3.1 Simulación de circuito
3.1.1 Generación de onda cuadrada-triangular Simulación de circuito
Figura 3.1 Onda cuadrada
Figura 3.2 Onda triangular
Figura 3.3 Onda cuadrada-onda triangular
3.1.2 Triangular Simulación onda-seno del circuito de conversión de onda
Figura 3.4 Onda sinusoidal triangular
Referencia
Wang Yuan. Tecnología de electrónica analógica (segunda edición) [M]. Prensa de la industria de maquinaria de Beijing 2000
[2] Por Xie. Pruebas experimentales de diseño de circuitos electrónicos (segunda edición) [M]. Wuchang: Prensa de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, 2000
[3] Lu Yong. Experimento y simulación de circuitos electrónicos[M]. Prensa de la Universidad de Tsinghua, 2003.
Hu·. Tecnología de electrónica analógica [M]. Beijing: Prensa de Educación Superior, 2000
Zhou Yueqing. Tutorial Básico de Tecnología Electrónica Analógica[M]. Prensa de la Universidad de Tianjin, 2001
Zeng Jiantang. Curso Práctico de Electricidad y Electrónica[M]. Prensa de la industria de maquinaria de Beijing 2002