一种频率可变的信号发生器设计

王 强

苏州大学应用技术学院，江苏苏州 215000

一种频率可变的信号发生器设计

王 强

苏州大学应用技术学院，江苏苏州 215000

函数信号发生器可以使用分立元件晶体管或者集成电路实现，产生方波、三角波和正弦波等波形，并且可以调整频率。通过555定时器先产生方波，然后通过积分电路将方波变换成三角波，再由方波产生正弦波和五次谐波。本设计介绍了一种方波-三角波-正弦波-五次谐波的电路设计方案。

LM324；三角波；方波；正弦波；五次谐波

利用555芯片和四运放324芯片，设计制作一个频率可变的同时输出方波、三角波、正弦波、五次谐波的电路。四种波形的频率关系为满足方波、三角波、正弦波和五次谐波的输出频率可调，输出电压幅值在1～5V之间。

1 555定时器

555定时器由两个电压比较器，一个放电开关T和一个基本RS触发器组成。电压比较器的参考电压由电位器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相输入端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为Vcc和Vcc。 DIS是控制电压端，平时输出Vcc作为比较器的参考电压，当555定时器有输入电压，即改变了比较器的参考电压，从而实现对输出端的控制。当555定时器没有电压输入时，通常接一个0.01F的电容，起滤波作用，用来消除外界的干扰，确保参考电压的稳定。通过555定时器可以输出方波信号，其幅值为1V，频率为40kHz～100kHz。方波产生电路如图1所示。

图1 555定时器方波产生电路

2 LM324

LM324为14脚四输入集成运算放大器芯片，采用双列直插塑料封装形式。芯片内部有四个运算放大器，并有相位补偿电路。电路功耗比较小，工作电压范围比较广，可以使用正负电源1.5V～15V工作，也可以使用正电源3～30V工作。运放的输入电压可低至0V，输出电压范围为0～Vcc。工作电源为四组运放放大器同时供电，四组运算放大器放相互之间可以单独使用。每个运算放大器由5个引脚组成，其中“+”和“-”为同相输入端和反相输入端，“V+”和“V-”为正、负工作电源端，“Vo”为输出端。

3 信号发生器设计电路

3.1 三角波产生电路

积分电路是使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路。由电阻R和电容C构成，若时间常数RC足够大，外加电压时，电容充电，电压值慢慢上升。在t<

图2 三角波产生电路

3.2 正弦波产生电路

正弦波电路采用RC 桥式正弦波振荡器，RC组合电路构成正反馈支路，并且组成选频网络，振荡电路中同时含有负反馈和稳幅环节。通过改变R值，可以调整负反馈的深度，以满足振荡的起振条件和改善正弦波的波形。正弦波电路的振荡频率为：

TN7

A

1674-6708（2015）150-0171-01

王强，硕士研究生，助理实验师，工作单位：苏州大学应用技术学院，研究方向：电路设计，电力电子技术，信号与系统