函数信号发生器的设计与制作word资料10页Word文档格式.docx

1、 555定时器的电路如图9-28所示。它由三个阻值为5k?的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电晶体管T、与非门和反相器组成。 555定时器原理图分压器为两个电压比较器C1、C2提供参考电压。如5端悬空（也可对地接上0.01uF左右的滤波电容），则比较器C1的参考电压为，加在同相端；C2的参考电压为，加在反相端。u11是比较器C1的信号输入端，称为阈值输入端；u12是比较器C2的信号输入端，称为触发输入端。 RD 是直接复位输入端。当RD 为低电平时，基本RS触发器被置0，晶体管T导通，输出端u0为低电平。 u11和u12分别为6端和2端的输入电压。当u11，u12

2、 时，C1输出为低电平，C2输出为高电平，基本RS触发器被置0，晶体管T导通，输出端u0为低电平。 当u11，u121/3Ucc 时，基本RS触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。 综上所述，可得555定时器功能如表所示。 555定时器的电路功能 输 入输 出阀值输入（V11）触发输入（V12）复位（RD）输出（V0）放电管T 0 11不变 导通 截止实验原理波形转变框架图多谐振荡器方波三角波正弦波思路 积分器（低通滤波） 积分器波555定时器接成多谐振荡器工作形式用555定时器组成的多谐振荡器如左图所示接通电源后，电容C2被充电，当V c上升到时，使V0为低电平放电三极管T导通，此时电容C2

3、通过R3.R7.T放电，V c下降。当V c下降到时，V0翻转为高电平。放电结束时，T截止，Vcc通过R2R3RPC2向电容C2充电，当V c从上升到时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，在输出端得到一个周期性的矩形波。555定时器接成多谐振荡器工作形式电容C2放电所需的时间为：Tpl=（R3+RP）C22 1-1电容C2充电所需的时间为：Tph=（R3+R2+RP）C22 1-2占空比= 1-3振荡频率f= 1-4积分电路电路的时间常数R*C，构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度。Uo=Uc=（1/C）icdt,因Ui=UR+Uo,当t=to时，Uc=Oo

4、.随后C充电，由于RCTk,充电很慢，所以认为Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故Uo=（1/c）icdt=（1/RC）Uidt这就是输出Uo正比于输入Ui的积分（Uidt）RC电路的积分条件：RCTkRC低通滤波器1、电路的组成所谓的低通滤波器就是允许低频信号通过，而将高频信号衰减的电路，RC低通滤波器电路的组成如图所示。2、电压放大倍数令 ，则 R C低通电路的频响特性的模和幅角为RC低通电路的幅频特性 RC低通电路的相频特性实验器材电阻 510 （一个） 10K （三个） 1K（一个） 62K（一个）电容 100uF（一个） 0.01uF（两个） 0.0047 uF（两个） 0.47

5、uF（一个） 10uF（ 一个）电位器 RP=20K（一个）发光二极管 VD（一个）555集成芯片 一块（555定时器的1脚是接地端GND，2脚是低触发端TL，3脚是输出端OUT，4脚是清除端Rd，5脚是电压控制端CV，6脚是高触发端TH，7脚是放电端DIS，8脚是电源端VCC。） 电路原理图发光二极管VD用作电源指示（接通电源时亮）,C1是电源滤波电容，C2为定时电容，C2的充电回路是R2R3RPC2；C2的放电回路是C2RPR3IC的7脚（放电管）。电位器RP可以调节占空比，在本电路图中，由于R3+RPR2，所以充电时间常数（R2+RP+R3）*C2与放电时间常数（R2+RP）*C2近似相

6、等，所以由多谐振荡器的3脚输出的是近似对称方波。按图所示元件参数，按计算式（1-4）可以求得其频率为0.8671.140KHZ，同时调节电位器RP可改变振荡器的频率。方波信号经R4、C5积分网络后，输出三角波。三角波再经R5、C6低通滤波器（能够让低频信号通过而不让中、高频信号通过的电路，其作用是滤去音频信号中的中音和高音成分，增强低音成分），输出近似的正弦波。，该信号发生器如图所示电路可同时产生方波、三角波、正弦波并输出，特别适合电子爱好者或学生用示波电路简单、成本低廉、调整方便。根据原理图 由式1-3 因为R3+RP远大于R2,所以占空比= =50%由式1-4 f=1.43/（R2+2R3

7、+2RP）C2当RP=0时f=1144HZ 周期T=0.874ms当RP=20K时f=866.7HZ 周期T=1.154ms 频率稳定度=*100%=MULTISIM仿真的电路图RP=0%时的波形RP=100%时的波形 MULTISIM仿真结果RP=0%时仿真波形周期峰峰值矩形波910.714us5.000v910.714 us234.416mv910.786 us150.467mv RP=100%时1.196ms5.097v307.346mv222.743mv五、系统测试及误差分析5.1、测试仪器 数字示波器、万用表（UT52）。5.2、测试数据 基本波形的频率测量结果 RP=0%时测量波形

8、绝对误差相对误差实验结果分析 实验误差分析1. 测量时直流电源引起的误差 在MULTISIM仿真过程中，直流电源VCC接的是5V，而在实际测量中接的是+5V档，用万用表测得直流电源的实际输出电压为5.04V.2. 元器件误差 在MULTISIM上仿真时，各种元器件的值都是按标准值计算的，而在实际的测量中，各种元器件的值都与标准值有出入，下表中列出了电阻阻值的准确值与实际测量值的大小 电阻标准值与实际值对照表元件标准值实际值电阻R1510516电阻R21K0.982K电阻R362K61.1K电阻R410K9.9K电阻R59.9k电阻R63焊接时导线引起的误差 在电路焊接的过程中，焊点、导线等也存

9、在着不可避免的误差4.测量是各种仪器仪表引起的误差5.人为误差缺陷：在实验测量波形图发现测得的正弦波很不明显，波形频率的可调范围小，误差较大。正弦波不明显的可能原因：因为此电路中的正弦波是从三角波经低通滤波器而来，由傅里叶变换将三角波转变为直流及正弦波各次谐波的形式经过R5.C6组成的低通滤波器输出来，可能含有多次谐波，使所得的正弦波失真，所以要改善正弦波，可以考虑改电容的大小使其他谐波的影响降低。波形频率的可调范围小的原因:在本实验的电路图中电位器RP的最大值是20K，而R2有62K所以波形的频率为f= f=由该式子可知RP对整个电路的频率影响不大，所以要想扩大频率范围可以尝试加大RP的阻值

10、。误差较大的原因：根据上述实验误差分析最后输出的波形应是每阶段误差的叠加，要减少误差，应该采用比较精确的仪器，而且本实验的设计也存在不妥之处，用三角波积分转变为正弦波在理想状态下也是一个近似值，而在实验过程中存在很多的干扰及试验中的累积性误差，是得到的波形存在较大的失真。还有很多影响的因素在实验之前没有考虑到。希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：1、常自认为是福薄的人，任何不好的事情发生都合情合理，有这样平常心态，将会战胜很多困难。2、君子之交淡如水，要有好脾气和仁义广结好缘，多结识良友，那是积蓄无形资产。很多成功就是来源于无形资产。3、一棵大树经过一场雨之后倒了下来，原来是根基短浅。我们做任何事都要打好基础，才能坚固不倒。