多波形函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計

1、- 1 - / 32中文摘要中文摘要多波形多波形函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計摘要摘要：多波形信號發(fā)生器是工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品開發(fā)、科學(xué)研究等領(lǐng)域必備的工具，它產(chǎn)生的鋸齒波和正弦波、矩形波、三角波是常用的基本測試信號。它根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，其電路中使用的器件可以是分離器件，也可以是集成器件，產(chǎn)生方波、正弦波、三角波的方案有多種，如先產(chǎn)生正弦波，根據(jù)周期性的非正弦波與正弦波所呈的某種確定的函數(shù)關(guān)系，再通過整形電路將正弦波轉(zhuǎn)化為方波，經(jīng)過積分電路后將其變?yōu)槿遣āＲ部梢韵犬a(chǎn)生三角波-方波，再將三角波或方波轉(zhuǎn)化為正弦波。本設(shè)計主要是通過運算放大器，差分放大器來實現(xiàn)方波

2、轉(zhuǎn)換成三角波，再將三角波轉(zhuǎn)換成正弦波。設(shè)計時主要通過 EWB 軟件來實現(xiàn)仿真。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：函數(shù)信號發(fā)生器、誤差分析、正弦波、三角波、方波英文摘要英文摘要Design of Function generator AbstractMulti-waveform signal generator is industrial production, product development, scientific research in areas such as the necessary tools, it generates sawtooth and sine wave, rectangular

3、wave, triangle wave is the basic test signals commonly used. It according to different purposes, there have three or more of the function generator waveforms, the circuit device can be used in the separation device, the device can also be integrated to produce square wave, sine wave, triangle wave h

4、as a variety of programs, Have a sine wave such as the first, according to a cyclical and non-sine wave of a sine wave was determined by the function, and then through the shaping circuit into a square wave to sine wave, after integration into the circuit after the triangular wave. Can also have a t

5、riangular wave - square, triangle or square wave and then into a sine wave. This design mainly through operational amplifiers, differential amplifiers to achieve a square wave into a triangle, then triangle into a sine wave.Designed primarily to achieve through the EWB simulation software.Keyword：sq

6、uare signalgenerator, error analysis, sine wave, rectangular wave, triangle wav目錄目錄1 引言引言.- 1 -2 函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計要求及過程函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計要求及過程.- 2 -2.1 函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計要求.- 2 -2.2 函數(shù)信號發(fā)生器電路設(shè)計的基本原理.- 2 -2.3 運算放大器的介紹.- 3 -2.3.1遲滯電壓比較器.- 3 -2.3.2 積分電路.- 5 -2.4 差分放大器的介紹.- 6 -3 總體電路設(shè)計.- 7 -3.1 方波三角波產(chǎn)生電路的設(shè)計.- 7 -3.2 三角波正弦波變換電路的設(shè)

7、計.- 11 -4.1 EWB 軟件的簡介 .- 15 -4.1.1 EWB軟件的概述.- 15 -4.1.2 EWB軟件的基本操作方法.- 15 -4.2 函數(shù)信號發(fā)生器的仿真過程及結(jié)果.- 16 -4.2.1使用EWB對電路進行設(shè)計和實驗仿真的基本步驟.- 16 -4.2.2方波三角波信號發(fā)生器電路的裝調(diào)及仿真結(jié)果.- 16 -4.2.3三角波正弦波變換電路的裝調(diào)和仿真.- 17 -結(jié)論結(jié)論.- 20 -參考文獻（參考文獻（REFERENCES）.- 21 -致謝致謝.- 22 -多波形多波形函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計1 1 引言引言 信號發(fā)生器是一種最悠久的測量儀器，早在

8、20 年代電子設(shè)備剛出現(xiàn)時它就產(chǎn)生了。隨著通信和雷達技術(shù)的發(fā)展，40 年代出現(xiàn)了主要用于測試各種接收機的標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器，使信號發(fā)生器從定性分析的測試儀器發(fā)展成定量分析的測量儀器。同時還出現(xiàn)了可用來測量脈沖電路或用作脈沖調(diào)制器的脈沖信號發(fā)生器。由于早期的信號發(fā)生器機械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，功率比較大，電路比較簡單，因此發(fā)展速度比較慢。直到 1964 年才出現(xiàn)第一臺全晶體管的信號發(fā)生器。自 60 年代以來信號發(fā)生器有了迅速的發(fā)展，出現(xiàn)了函數(shù)發(fā)生器，這個時期的信號發(fā)生器多采用模擬電子技術(shù)，由分立元件或模擬集成電路構(gòu)成，能產(chǎn)生正弦波、方波、鋸齒波和三角波等幾種簡單波形。函數(shù)信號發(fā)生器是一種常用信號源，它廣泛地

9、應(yīng)用在電子技術(shù)實驗、自動控制系統(tǒng)和其他科研領(lǐng)域。它能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波等多種波形，因其時間波形可用某種時間函數(shù)來描述而得名。函數(shù)信號發(fā)生器在電路實驗和設(shè)備檢測中具有十分廣泛的應(yīng)用。例如在通信、廣播、電視系統(tǒng)中，都需要射頻（高頻）發(fā)射，這里的射頻波就是載波，把音頻（低頻） 、視頻信號或脈沖信號運載出去，就需要能夠產(chǎn)生高頻的振蕩器。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)加熱、熔煉、超聲診斷、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、頻率或高或低的振蕩器。信號發(fā)生器的應(yīng)用非常廣泛，種類繁多。首先，信號發(fā)生器可以分通用和專用兩大類，專用信號發(fā)生器主要為了某種特殊的測量目的而研制的，如電視

10、信號發(fā)生器、脈沖編碼信號發(fā)生器等。這種發(fā)生器的特性是受測量對象的要求所制約的。其次，信號發(fā)生器按輸出波形又可分為正弦波信號發(fā)生器、脈沖波信號發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器和任意波發(fā)生器等。再次，按其產(chǎn)生頻率的方法又可分為諧振法和合成法兩種。一般傳統(tǒng)的信號發(fā)生器都采用諧振法，即用具有頻率選擇性的回路來產(chǎn)生正弦振蕩，獲得所需頻率。但也可以通過頻率合成技術(shù)來獲得所需頻率。利用頻率合成技術(shù)制成的信號發(fā)生器，通常被稱為合成信號發(fā)生器。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)信號發(fā)生器，使用的器件可以是分立器件（如低頻信號函數(shù)發(fā)生器 S101 全部采用晶體管） ，也可以是集成電路（如單片集成電路函數(shù)信號發(fā)生器 ICL

11、8038） 。本課題主要介紹由集成運算放大器與晶體差分放大器組成的方波三角波正弦波函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計方法。2 2 函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計要求及過程函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計要求及過程2.1 函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計要求1. 頻率調(diào)節(jié)部分技術(shù)要求：（1）輸出信號頻率1Hz到100Hz可調(diào)。實現(xiàn)（1Hz-10Hz，10Hz-100Hz）頻段連續(xù)可調(diào)。（2）頻率穩(wěn)定度不劣于1042. 輸出波形部分技術(shù)要求 （1）方波輸出信號的峰峰值VpUp24；(2)三角波輸出信號幅度峰峰值VpUp8；(3)正弦波輸出信號的峰峰值VpUp1。2.2 函數(shù)信號發(fā)生器電路設(shè)計的基本原理產(chǎn)生正弦波、方波和三角波的方案有很多種，比如先產(chǎn)生

12、正弦波，然后通過整形電路的正弦波變換成方波，再由積分電路將方波轉(zhuǎn)換成三角波；也可以先產(chǎn)生三角波方波，再將三角波變換成正弦波或?qū)⒎讲ㄗ儞Q成正弦波等等。本課題研究先產(chǎn)生方波三角波，再將三角波變換成正弦波的電路設(shè)計方法，其電路組成如圖 1 所示： 圖 1 函數(shù)信號發(fā)生器組成框圖2.3 運算放大器的介紹 集成運算放大器是一種十分理想的增益器件，常簡稱為運放，是具有很高放大倍數(shù)的電路單元 ，在實際電路中，通常結(jié)合反饋網(wǎng)絡(luò)共同組成某種功能模塊，運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現(xiàn)，也可以實現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片當(dāng)中。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，如今絕大部分的運放是以單片的形式存在?，F(xiàn)今運放的種類繁

13、多，廣泛應(yīng)用于幾乎所有的行業(yè)當(dāng)中。尤其在模擬集成電路中，它的應(yīng)用最廣，幾乎涉及模擬信號處理的各個領(lǐng)域。本設(shè)計中應(yīng)用到的集成運算放大器是遲滯電壓比較器和積分電路，下面將它們一一介紹：2.3.1 遲滯電壓比較器電壓比較器（Voltage Comparator）的作用是對兩個輸入電壓進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出高、低兩個電平的電壓，以滿足后面連接的數(shù)字電路對 1和 0 兩個邏輯電平的要求。電壓比較器廣泛應(yīng)用于信號處理和檢測電路、波形產(chǎn)生電路、A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換電路等。將比較器的輸出電壓通過反饋網(wǎng)絡(luò)加到同相輸入端，形成正反饋，如圖 2（a）所示，待比較電壓1u 加在反相輸入端。通常將這種電路稱為

14、遲滯比較器（Hysteresis Comparator） ，又稱施密特觸發(fā)器（Schmitt Trigger） 。在理想情況下，它的比較特性如圖 2（b）所示。由圖可見，它有兩個門限電壓，分別稱為上門限電壓iU和下門限iU，兩者的差值稱為門限寬度或遲滯寬度（Hysteresis Voltage） ，即：iiUUU假設(shè)比較器輸出高電平OHU，則OHU和REFU共同加到同相輸入端的合成電壓為REFOHURRRURRRU2112121當(dāng)1u 由小增大地通過1U時，輸出電壓由OHU下躍到OLU?？梢?，上式所示的1U就是比較器的上門限電壓，即1UUi。當(dāng)比較器輸出為低電平OLU時，按同樣的分析求得加到同

15、相輸入端合成電壓為REFOLURRRURRRU2112122若1u 由大減小地通過2U ，則輸出電壓由OLU上躍到OHU?？梢?，上式所示的2U 就是比較器的下門限電壓，既2UUi。相應(yīng)的門限寬度為)(212OLOHiiUURRRUUU調(diào)節(jié)1R和2R，可以改變U。21543RR2R3R1D1D2UREFU1圖 2（a）遲滯電壓比較器 OU OHU iU iU OLU 圖 2（b）遲滯電壓比較器比較特性 2.3.2 積分電路積分電路主要用于波形變換、放大電路失調(diào)電壓的消除及反饋控制中的積分補償?shù)葓龊稀?它可以使輸入方波轉(zhuǎn)換成三角波或者斜波，也可將矩形脈沖波轉(zhuǎn)換為鋸齒波或三角波，還可將鋸齒波轉(zhuǎn)換為拋

16、物波。積分電路被廣泛的用于自控系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)中，此外還廣泛應(yīng)用于波形的產(chǎn)生和變換以及儀表之中。 圖3為有源積分電路。由圖可見，輸入信號電壓Su在R中產(chǎn)生的電流Ruis1。這個電流全部轉(zhuǎn)移到反饋支路，向C充電，形成相應(yīng)的輸出電壓ou。若C上的起始電壓為零，則tstodtuRCdtiCu00111實現(xiàn)理想的積分運算。21543CRRL+-UsU0+-i1圖 3 積分電路2.4 差分放大器的介紹 差分放大器（Differential Amplifier） ，又稱差動放大器，它是另一類基本放大器，它是一種零點漂移很小的直接耦合放大器，常用于直流放大。它可以是平衡輸入和輸出，也可以是單端（非平衡）輸入

17、和輸出，常用來實現(xiàn)平衡與不平衡電路的相互轉(zhuǎn)換，是各種集成電路的一種基本單元。 廣泛應(yīng)用于集成電路中。差分放大器的基本電路如圖 4 所示。它是由兩個對稱的共發(fā)放大器通過發(fā)射極電阻EER相耦合而成的。一般采用正、負兩個極性的電源供電，且|EEVVcc 。它有兩個輸入端，分別作用著輸入信號電壓1 iU 和2iU；有兩個輸出端。輸出信號或從其中任一個集電極取出，稱為單端輸出，或從兩個集電極之間取出，稱為雙端輸出或浮動輸出.RcRLRcRLREE+-Ui1VCCT2T1Ui2-+VEE圖 4 差分放大器電路3 3 總體電路設(shè)計總體電路設(shè)計3.1 方波三角波產(chǎn)生電路的設(shè)計 圖 5 所示的電路是能自動產(chǎn)生方

18、波三角波信號。電路工作原理如下：運算放大器1A與1R、2R及3R、1RP 組成遲滯電壓比較器，1C稱為加速電容，可加速比較器的翻轉(zhuǎn)。運放的反相端接基準(zhǔn)電壓，即，即0U，同相端接輸入電壓iU，1R稱為平衡電阻。遲滯電壓比較器的輸出1oU的高電平等于正電源電壓Vcc，低電平等于負電源電壓|)|(|EEEEVVccV。當(dāng)UU時，輸出01U從高電平Vcc翻轉(zhuǎn)到低電平EEV；當(dāng)UU時，輸出01U從低電平EEV跳到高電平Vcc。R1R2R3R4R5RP1RP2C1C2U01U022154321543圖 5 方波三角波產(chǎn)生電路若VccU01，根據(jù)電路疊加原理可得iURPRRRPRVccRPRRRU13213

19、1322)(=0 將上式整理，得比較器翻轉(zhuǎn)的下門限電位iU_為VccRPRRVccRPRRUi132132)(_若EEVU01，根據(jù)電路疊加原理可得iEEURPRRRPRVRPRRRU132131322)(將上式整理，得比較器翻轉(zhuǎn)的上門限電位iU為VccRPRRVRPRRUEEi132132)(比較器的門限寬度VccRPRRUUUiiH1322由以上式子可得比較器的電壓傳輸特性如圖 6 所示。 1OU Vcc _Ui Ui Ui EEV 圖 6 比較器傳輸特性運放2A與4R、2RP 、2C 及5R組成反相積分器。其輸入是前級輸出的方波信號1oU，從而可得積分器的輸出2oU為dtUCRPRUoo

20、12242)(1當(dāng)VccUo1時，電容2C 被充電，電容電壓2CU上升tCRPRVccUO2242)(即2OU線性下降。當(dāng)2OU下降到iOUU2時，比較器 A1 的輸出1OU狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，即1OU由高電平Vcc變?yōu)榈碗娖紼EV，于是電容2C 放電，電容電壓2CU下降，而tCRPRVcctCRPRVUEEO2242242)()()(即2OU線性上升。當(dāng)2OU上升到iOUU2時，比較器 A1 的輸出1OU狀態(tài)又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，即1OU由低電平EEV變?yōu)楦唠娖絍cc，電容2C 又被充電，周而復(fù)始，振蕩不停。可見積分器的輸入為方波時，輸出是一個上升速率與下降速率相等的三角波，其波形關(guān)系如圖 7 所示。 圖

21、7 三角波和方波的關(guān)系比較器和積分器首尾相連，形成閉合回路，則自動產(chǎn)生方波-三角波。三角201OUUiUiUEEVCCV波幅度moU2為 VccRPRRUmo1322 2oU的下降時間為dtdUUUtOii21)(,而 2242)(CRPRVccdtdUo 2OU的上升時間為dtdUUUtoii22)(,而2242)(CRPRVccdtdUo把iU和iU的值代入，的三角波的周期（方波的周期與其相同）為 13222421)(4RPRCRRPRttT從而可知方波三角波的頻率為222413)(4CRRPRRPRf由 f 和moU2的表達式可以得出以下結(jié)論：(1)使用電位器2RP 調(diào)整方波三角波的輸出

22、頻率時，不會影響輸出波形的幅度。若要求輸出信號頻率范圍較寬，可用2C 改變頻率的范圍，用2RP 實現(xiàn)頻率微調(diào)。(2)方波的輸出幅度應(yīng)等于電源電壓Vcc，三角波的輸出幅度不超過電源電壓Vcc。電位器1RP 可實現(xiàn)幅度微調(diào)，但會影響方波三角波的頻率。實際設(shè)計中，1A和2A可選擇雙運算放大集成電路 LM747（也可以選其他合適的運放） ，采用雙電源供電，VVcc12，VVEE12。比較器與積分器的元器件參數(shù)計算如下：由式VccRPRRUmO1322得 311242232VccURPRRmO取KR102，則KRPR3013，選擇KR203，1RP 為k27的電位器。取平衡電阻KRPRRRPRRR10)

23、()(1321321由式224213)(4CRPRRRPRf得： 2213244CfRRPRRPR當(dāng)ZZHfH202時，取FC102，則KRPR)75. 35 .37(24，選擇 KR34，2RP 為k100的電位器。當(dāng)ZZHfH20020時，取FC12以實現(xiàn)頻率波段的轉(zhuǎn)換（實際電路當(dāng)中需要用波段開關(guān)進行轉(zhuǎn)換） ，4R及2RP 的取值不變。平衡電阻KR105。1C為加速電容，選擇電容值為pF100的瓷片電容。3.2 三角波正弦波變換電路的設(shè)計 本設(shè)計方案中，三角波正弦波的變換電路主要是由差分放大器來完成。差分放大器工作點穩(wěn)定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強，可以有效地抑制零點漂移。利用差分放大器可

24、將低頻率的三角波變換成正弦波。這里選擇的差分放大電路形式如圖 8 所示。波形變換利用的是差分放大器傳輸特性曲線的非線性。分析表明，差分放大器的傳輸特性曲線的表達式為 TidUUEeIIIc1011； TidUUEeIIIc1022式中1ECII ；0I為差分放大器的恒定電流；TU 為溫度的電壓當(dāng)量，當(dāng)室溫為C25時mVUT26。根據(jù)理論分析，如果差分電路的差模輸入idU為三角波，則1CI與2CI的波形近似為正弦波。因此，單端輸出電壓3OU也近似于正弦波，從而實現(xiàn)了三角波正弦波的變換。差分放大電路傳輸特性曲線的線性區(qū)越窄，其輸出波形越接近于正弦波。在圖 8 所示的電路中，電阻1*R與電位器3RP

25、 用于調(diào)節(jié)輸入三角波的幅度，電位器4RP 用于調(diào)節(jié)電路的對稱性，1ER 可以減小差分放大器傳輸特性的線性區(qū)。電容3C，4C ，5C為隔直電容，6C 為濾波電容，以濾除諧波分量，改善輸出波形。 RE4RE1RC1RC2RB2R*1RB1R*2RE3C3C4C5C6RP3T2U 03V CCT3T4RP4U 02+T1+圖 8 三角波正弦波變換電路差分放大電路采用單端輸入單端輸出的電路形式，電路中晶體管604321。電源電壓取VVcc12，VVEE12。三角波正弦波電路的參數(shù)選擇的原則是：三角波經(jīng)電容3C和分壓電路1*R、3RP 給差分電路輸入差模電壓idU。因三角波的幅值為 8V，故取kR47*

26、1、 4703RP。因三角頻率不太高，所以隔直電容3C，4C ，5C要取得大一些，這里取FCCC470543。濾波電容6C 視輸出的波形而定，若含高次諧波成分較多，6C 可取得較小，一般為幾十皮法至幾百皮法。1001ER與1004RP相并聯(lián)，以減小差分放大器的線性區(qū)。差分放大電路的靜態(tài)工作點主要由恒流源OI決定，故一般先設(shè)定OI。OI取值不能太大，oI越小，恒流源越穩(wěn)定，溫漂越小，放大器的輸入阻抗越高。但OI也不能太小，一般為幾毫安左右.為保證差分放大器有足夠大的輸入電阻ir ，故取KRRBB8 . 621 。因為要求輸出的正弦波峰峰值大于 1V，所以應(yīng)使差分放大器的電壓放大倍數(shù)40uA，根據(jù)

27、uA的表達式|)(2|1,beBLurRRA可求得電阻,LR ，進而取KRRCC1021。對于恒流源電路，其靜態(tài)工作點及元器件參數(shù)如下：發(fā)射極電阻一般取幾千歐姆，這里選擇KRREE243, KR8*2。3.3 函數(shù)信號發(fā)生器總體電路圖函數(shù)信號發(fā)生器總體電路圖如圖 9 所示圖 9 函數(shù)信號發(fā)生器電路4 4 函數(shù)信號發(fā)生器的仿真函數(shù)信號發(fā)生器的仿真4.1 EWB 軟件的簡介4.1.1 EWB 軟件的概述隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，促進電子電路及其應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計手段也越來越先進。傳統(tǒng)的電子電路與系統(tǒng)設(shè)計方法，周期長、耗材多、效率低，難以滿足電子技術(shù)飛速發(fā)展的要求。 “電子工作臺”(Electr

28、onics Workbench)， 即 EWB，是將先進的計算機技術(shù)應(yīng)用于電子設(shè)計與仿真過程的新技術(shù)，它已被廣泛應(yīng)用于電子電路分析、設(shè)計、仿真、印刷電路板的設(shè)計等各項工作之中。EWB 為使用者提供了一個集成一體化的設(shè)計與試驗環(huán)境，創(chuàng)建電路、實驗分析和結(jié)果輸出在一個集成菜單系統(tǒng)中可以全部完成。使電子電路及系統(tǒng)的設(shè)計產(chǎn)生了劃時代的變化。極大地提高了設(shè)計質(zhì)量與效率。EWB 與電路分析軟件“SPICE”完全兼容，而且具有界面形象逼真、操作方便，采用圖形方式創(chuàng)建電路等優(yōu)點。EWB 有龐大的元器件庫和比較齊全的儀器儀表庫。54.1.2 EWB 軟件的基本操作方法 EWB 繼承了當(dāng)前所有 windows 環(huán)

29、境下許多優(yōu)秀應(yīng)用軟件的操作風(fēng)格，軟件中所有操作均可用鼠標(biāo)實行拖放操作，即可見即可得。(1)元器件的操作首先在元器件欄中單擊包含該器件的圖標(biāo)打開該元器件庫，然后從元器件庫中將該元器件拖至電路工作區(qū)。如果元器件的位置不合適的話，還可進行移動和旋轉(zhuǎn)操作，同時還可對元器件進行復(fù)制、刪除操作。以上這些操作均在工具欄中有相應(yīng)的工具圖標(biāo)表示，另外，雙擊被選中的元器件，或者選擇菜單命令 Circuit/component Properties（電路元器件特性）會彈出相應(yīng)的對話框，對話框具有多種選項可供設(shè)置，包括 Label（中英文標(biāo)識） 、Models（模型） 、Value（數(shù)值） 、Fault（故障設(shè)置）

30、、Display（顯示） 、Analysis Setup（分析設(shè)置）等內(nèi)容。(2)導(dǎo)線的操作首先將鼠標(biāo)器指向元器件的端點使其出現(xiàn)一個小圓點，按下鼠標(biāo)左鍵拖出一根導(dǎo)線并指向另一個元器件的端點使其也出現(xiàn)一個小圓點，按下左鍵時，導(dǎo)線自動消失，完成連線的刪除，雙擊導(dǎo)線會彈出 WireProperties 對話框，選擇 Schematic Options 選項并按下 Set Wire Color 按鈕，可選擇導(dǎo)線合適的顏色。(3)儀器的操作EWB 的儀器庫存放有 7 臺儀器可供使用，它們分別是數(shù)字多用表，函數(shù)信號發(fā)生器、示波器、波特儀、字符發(fā)生器、邏輯分析儀和邏輯轉(zhuǎn)換器，這些儀器每種只有一臺，在連接電路

31、時，儀器以圖標(biāo)方式存在。它們的共同特點：儀器面板的旋鈕和按鈕的布置乃至操作程序跟現(xiàn)實儀器十分相似，需要時，只要把它們拖至電路工作區(qū)連上導(dǎo)線即可設(shè)置儀器參數(shù)，這一步驟相當(dāng)于現(xiàn)場對儀器的操作調(diào)整，非常生動形象，切合實際。104.2 函數(shù)信號發(fā)生器的仿真過程及結(jié)果4.2.1 使用 EWB 對電路進行設(shè)計和實驗仿真的基本步驟 1. 用虛擬器件在工作區(qū)建立電路；2.選定元件的模式、參數(shù)值和標(biāo)號； 3.連接信號源等虛擬儀器； 4. 選擇分析功能和參數(shù)；5.激活電路進行仿真；6.保存電路圖和仿真結(jié)果。94.2.2 方波三角波信號發(fā)生器電路的裝調(diào)及仿真結(jié)果在 EWB 軟件環(huán)境下建立電路圖，并仔細檢查電路。由于

32、比較器與積分器組成正反饋閉環(huán)電路，同時輸出方波與三角波，所以這兩個單元電路可以同時安裝。安裝電位器 RP1 和 RP2 之前，要將其調(diào)整到設(shè)計值，本設(shè)計中，kRP101，2RP 取k)5 .3775. 3(內(nèi)任一阻值，否則電路可能會不起振。只要電路接線正確，通電后，01U的輸出為方波，02U的輸出為三角波，微調(diào)1RP ，使三角波的輸出幅度滿足設(shè)計指標(biāo)要求，調(diào)節(jié)2RP ，則輸出頻率在對應(yīng)波段內(nèi)連續(xù)可變。方波三角波電路如圖 10 所示，仿真結(jié)果如圖 11 所示： 圖 10 方波三角波電路圖 11 方波三角波電路仿真結(jié)果4.2.3 三角波正弦波變換電路的裝調(diào)和仿真(1)差分放大器傳輸特性曲線的調(diào)試和

33、仿真在 EWB 軟件環(huán)境下建立電路圖，設(shè)定各元件參數(shù)并仔細檢查電路。檢查電路無誤后，將4C 與3RP 的連線斷開，經(jīng)電容4C 輸入差模信號電壓mVUid50，ZiHf100的正弦波。調(diào)節(jié)4RP 及電阻*2R ，使傳輸曲線對稱。在逐漸增大idU，直到傳輸特性曲線形狀如圖所示，此時對應(yīng)的mVUidm55。仿真電路圖如圖 12 所示，特性曲線仿真結(jié)果如圖 13 所示：圖 12 差分放大器仿真電路圖 13 差分放大器特性曲線仿真結(jié)果(2)三角波正弦波變換電路的調(diào)試和仿真將3RP 與4C 連接，調(diào)節(jié)3RP 使三角波的輸出幅度等于idmU為 55mV，這時3oU輸出的波形應(yīng)接近于正弦波，調(diào)整6C改善波形。如果03U的波形出現(xiàn)較嚴重的失真，則應(yīng)調(diào)整和修改電路參數(shù)。如果產(chǎn)生半波圓頂或平頂失真，是由于工作點 Q 偏上或者偏下所致，這時傳輸特性曲線對稱性差，應(yīng)調(diào)整電阻*2R ，如果產(chǎn)生鐘形失真，則傳輸特性曲線的線性區(qū)太寬，應(yīng)減小2ER,如果產(chǎn)生非線性失真，是因為三角波的線性受運放性能的影響而變差，可在輸出端加濾波網(wǎng)絡(luò)改善輸出波形。三角波正弦波變換電路如圖 14 所示，仿真結(jié)果如圖 15 所示：圖 14 三角波正弦波