方波信号发生器的设计

2012-08-10 16:59:22来源: 21ic

  1.电路组成

  我们是通过反相器7404外加电阻和电容来产生频率可调、占空比可调的方波信号的,由于要求的信号频率变化范围较大(100Hz~1MHz),所以电容需要选用高精度的涤纶电容,大小为0.0001uF,电路如图1所示。

方波产生原理图

图1 方波产生原理图

  2 电路工作原理

  图中R1、R2和R3都是振荡电阻,但其作用不一样,R2是用来调节频率固定时方波的占空比,而R3则是用来调节方波的频率,C1为振荡电容。由于方波的频率其实就是由电容C1的充放电周期决定的,所以只要改变电容C1的充放电周期,就可以改变其频率了,通过电路就可以发现,当闭合开关S1和S2,断开S3时,通过调节电阻R3,电路就是一个频率可调的方波。从电路我们也不难发现方波的占空比是由电容C1的充放电时间决定的,所以,要改变输出电压的占空比,就必须使电容C1的正向和反向充电的时间常数不同,即两个充电回路的参数不同。利用二极管的单向导电性可以引导电流流经不同的通路,电路中,当闭合开关S3,断开S1和S2时,调节电阻R2,就可以改变方波的占空比,由于此时电路的频率是由R2的总阻值决定的,所以改变电阻R2并不能改变方波的频率,这样就可以得到一个占空比可调的方波信号。

  3 电路参数设定及实验结果

  电路中方波的振荡频率估算公式:f=0.455/RC1,由于要求方波的频率变化范围为100Hz~1MHz,所以电路电阻R3选用10K,占空比调节时,我们选用20K的可变电阻,此时方波频率固定为260K左右。图2所示为频率为1.26M时的方波波形,图3为高占空比时的波形,图4为低占空比时的波形。

电路参数设定及实验结果

  最后,由于这个电路最后得出的是0-5V的方波,所以还需对其进行放大去直流使其变成-5-5V的方波。

关键字:信号发生器  占空比  反相器

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0810/article_5642.html
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