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技術文章

函數發生器的參數確定

閱讀:1382          發布時間:2023-3-15

從電路的設計過程來看電路分為三部分:①正弦波部分②方波部分③三角波部分

①正弦波部分

由于我們選取差分放大電路對三角波--正弦波

進行變換,首先要完成的工作是選定三極管,我

們選擇KSP2222A型的三極管。

根據KSP2222A的靜態特性曲線,選取靜態

工作區的中心

由直流通路有:

20 k

因為靜態工作點已經確定,所以靜態電流變成已知。根據KVL方程可計算出鏡像電流源中各個電阻值的大小:

可得

②方波部分


根據性能指標可知

由 ,可見f與c成正比,若要得到1Hz~10Hz,C為10 。10Hz~100Hz,C為1 。

則 =7.5k ~75k ,則 =5.1k

則 =2.4k 或者 =69.9 k

∴ 取100 k

由輸出的三角形幅值與輸出方波的幅值分別為5v和14v,有

=

∴ =10k

則 ≈47 k , =20 k

根據方波的上升時間為兩毫秒,查詢運算放大器的速度,可以選擇74141型號的運放。

由此可得調整電阻:

直接采用凌陽SPCE061A作為波形發生器。波形的具體產生是通過兩路DAC來產生,凌陽SPCE061A在這方面的設計為我們提供了極大的方便,用它實現的好處在于,外圍電路極其簡單,另外在DAC的編程方面又提供及其便利的編程環境。外圍電路的設計包括三大部分,第一是鍵盤控制電路的設計,這里采用4*4鍵盤,由IOA的低八位進行控制,把鍵盤上的行和列分別接在IOA0~IOA3和IOA4~IOA7上,采用外部中斷二來中斷所顯示波形,以便進入下一波形的編輯和輸出,在波形輸出的同時利用外部中斷一來實現同步的頻率調節。第二是顯示電路的設計,這里為了在波形輸出依然有顯示,由于單片機的局限性這里采用通常的動態LED顯示行不通,因為波形輸出時要求CPU不停地為其服務而沒有空閑來為LED進行不停更新,解決方案是采用帶數據緩存器和驅動的LCD來提供顯示,這樣只占用八個I/O口即可完成設計要求,也可放棄適時顯示功能采用LED顯示,這里將提供兩種顯示方案。第三是濾波和電壓轉換電路的設計,濾波采用低通濾波器,濾除DAC轉換過程中形成的高頻小鋸齒波。另外由于凌陽SPCE061A單片機DAC輸出為電流輸出,為滿足達到5V的電壓輸出,外接OP07運算放大器進行放大,加1千歐姆電阻進行電流信號到電壓信號的轉換。本設計的特點是全面采用數字電路方案,因而工作穩定可靠。利用單片機控制管理,使頻率設置和占空比調整等操作可用鍵盤輸入,十分方便.


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