信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與仿真

1、ICCJU1.信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與仿真信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與仿真2.Protel99se層次電路圖的設(shè)計(jì)層次電路圖的設(shè)計(jì)3.555定時(shí)器的使用定時(shí)器的使用教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容下行的遲滯比較器下行的遲滯比較器，輸出經(jīng)，輸出經(jīng)RC充放電路再輸充放電路再輸入到此比較器的反相輸入端。入到此比較器的反相輸入端。+RR1R2C+ucuo1.方波發(fā)生器設(shè)計(jì)方波發(fā)生器設(shè)計(jì)Electrical Characteristic of CircuitElectrical Characteristic of Circuit一、下行遲滯比較器一、下行遲滯比較器分析分析1. 因?yàn)橛姓答?，所以因?yàn)橛姓答?，所以輸出飽和。輸出飽和?

2、. 當(dāng)當(dāng)uo正飽和時(shí)正飽和時(shí)(uo =+UOM) ：U+HomUURRRU2113. 當(dāng)當(dāng)uo負(fù)飽和時(shí)負(fù)飽和時(shí)(uo =UOM) ：LomUURRRU211+uoRR2R1ui參考電壓由參考電壓由輸出電壓決定輸出電壓決定特點(diǎn)：特點(diǎn)：電路中使用正反饋，電路中使用正反饋， 運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。1. 沒加參考電壓的下沒加參考電壓的下行遲滯比較器行遲滯比較器 遲滯比較器遲滯比較器omHURRRU211omLURRRU211分別稱分別稱UH和和UL上下門限電壓上下門限電壓。稱。稱(UH - UL)為為回差回差。當(dāng)當(dāng)ui 增加到增加到UH時(shí)，輸出時(shí)，輸出由由Uom跳變到跳變到-Uom；

3、+uoRR2R1ui當(dāng)當(dāng)ui 減小到減小到UL時(shí)，輸出時(shí)，輸出由由-Uom跳變到跳變到Uom 。傳輸特性：傳輸特性：uoui0Uom-UomUHUL小于回差的干擾不會(huì)引起小于回差的干擾不會(huì)引起跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)時(shí)，正反饋加跳轉(zhuǎn)時(shí)，正反饋加速跳轉(zhuǎn)。速跳轉(zhuǎn)。下行遲滯比較器兩種電路下行遲滯比較器兩種電路傳輸特性傳輸特性的比較的比較:+uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL+uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL0UHuctULUOMuo0t- UOMT輸出波形：輸出波形：+RR1R2C+ucuof=1/Tuc上升階段表示式上升階段表示式:RCtOMLOMceUUUtu)()

4、(RCTOMLOMHeUUUU2)()21ln(221RRRCT1.1方波發(fā)生器設(shè)計(jì)方波發(fā)生器設(shè)計(jì)+RR1R2C+ucuo)21ln(221RRRCT頻率頻率1KHz, 振幅振幅5V的方的方波波1.1方波發(fā)生器設(shè)計(jì)方波發(fā)生器設(shè)計(jì)1.2 占空比可調(diào)的方波發(fā)生器設(shè)計(jì)占空比可調(diào)的方波發(fā)生器設(shè)計(jì)-+RWR1R2CucuoD1D2abcD=RW / RW1.2 占空比可調(diào)的方波發(fā)生器設(shè)計(jì)占空比可調(diào)的方波發(fā)生器設(shè)計(jì)1.3 占空比可調(diào)的方波發(fā)生器設(shè)計(jì)占空比可調(diào)的方波發(fā)生器設(shè)計(jì)111FR110kR230k20R310kR4300VDD12VVDDVEE-12VVEEXSC1ABExt

5、 Trig+_+_D102DZ4.7D202DZ4.750R510k61R650kKey=A50%34D31N4001GPD41N4001GP7891.2 占空比可調(diào)的方波發(fā)生器設(shè)計(jì)占空比可調(diào)的方波發(fā)生器設(shè)計(jì)D=T2 / T =(RD=T2 / T =(RP P + R + Rd1d1 + R) / (R + R) / (RP P + R + Rd1d1 + R + Rd2d2 + 2R) + 2R)2. 三角波發(fā)生電路三角波發(fā)生電路此電路要求前后電路的時(shí)間常數(shù)配合好，不能讓積分器飽和?；仡櫥仡?反相積分器反相積分器tuRCuiod1ui-+RR2Cuoui=-Uui=+Utuo0+Uom-U

6、omRC=T/42.1. 三角波發(fā)生電路設(shè)計(jì)三角波發(fā)生電路設(shè)計(jì)2.1. 三角波發(fā)生電路設(shè)計(jì)三角波發(fā)生電路設(shè)計(jì)確定積分電路的RC+uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL上行的遲滯比較器上行的遲滯比較器回顧回顧:omHURRU21omLURRU21上下門限電壓：上下門限電壓：omHURRU21omLURRU21+A1A2uouo1R02R01RCR2R100uo1tUOMUOMuotUHULtuRCuood11周期和頻率的計(jì)算：周期和頻率的計(jì)算：tuoUHULT+A1A2uouo1R02R01RCR2R1RCRRf124214RRCRT T1T2LHTOMUUtURC10d1HLTOM

7、UUtURC20d1TTT5 . 021omTOMURRtURC215 . 002d1首先調(diào)整R1,R2,是輸出峰值達(dá)到需要的值，然后在調(diào)整R,C,使頻率達(dá)到要求omLURRU212.2. 三角波發(fā)生電路設(shè)計(jì)（改進(jìn)型）三角波發(fā)生電路設(shè)計(jì)（改進(jìn)型）設(shè)計(jì)一個(gè)振幅為設(shè)計(jì)一個(gè)振幅為3V3V， 頻率頻率1KHz1KHz的三角波的三角波1 通過調(diào)整R1,R2使振幅為3V。ZVRR2132 調(diào)整R,C,使頻率達(dá)到要求。2.2. 三角波發(fā)生電路設(shè)計(jì)（改進(jìn)型三角波發(fā)生電路設(shè)計(jì)（改進(jìn)型）3.正弦波電路設(shè)計(jì)正弦波電路設(shè)計(jì)3.正弦波電路設(shè)計(jì)正弦波電路設(shè)計(jì)110kR220kR4300VDD12

8、VVEE-12VXSC1ABExt Trig+_+_D102DZ4.7D202DZ4.7R510k365VEEVDDU27413247651R7750R875011VEE-12VVEEVDD12VVDD0C21F10042U37413247651C11100pFR3100k12R6100k80VDD12VVDDVEE-12VVEER9100k17U1ALM324AD321141VCC12VVCCR1100kR227kR3100kC10.01F130XSC1ABExt Trig+_+_VEE-12VVEEU1BLM324AD561147U1CLM324AD1091148C20.1FR4100kR

9、510k24R610k60C33300pFR7100kR8100k75R910k90R1010kU1DLM324AD121311414R1127k100XSC2ABExt Trig+_+_8113.正弦波電路設(shè)計(jì)正弦波電路設(shè)計(jì)2clk_out方波發(fā)生器clk.schclk_outtri_intri_out三角波發(fā)生器tri.schtri_intri_outsin_insin_out正弦波發(fā)生器sin.schsin_insin_outsin_outcik_outtri_out4.層次電路圖設(shè)計(jì)層次電路圖設(shè)計(jì)clk_out321411U1ALM324R1RES2R2RES2R3RES2C1CAPV

10、CCVEEtri_intri_out567U1BLM324R5RES2R6RES2R4RES2C2CAPsin_insin_out121314U1DLM3241098U1CLM324R8RES2R9RES2R7RES2R10RES2R11RES2C3CAP5. 555定時(shí)器仿真與分析定時(shí)器仿真與分析555定時(shí)器是一種多用途的數(shù)字定時(shí)器是一種多用途的數(shù)字-模擬混合集成電路，利模擬混合集成電路，利用它可以及其方便的構(gòu)成施密特觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用它可以及其方便的構(gòu)成施密特觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器和多諧振蕩器。555集成電路開始是作定時(shí)器應(yīng)用的，所以叫做集成電路開始是作定時(shí)器應(yīng)用的，所以叫做

11、555定時(shí)定時(shí)器或器或555時(shí)基電路。但后來經(jīng)過開發(fā)，它除了作定時(shí)延時(shí)時(shí)基電路。但后來經(jīng)過開發(fā)，它除了作定時(shí)延時(shí)控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計(jì)量檢測(cè)。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)及計(jì)量檢測(cè)。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號(hào)源、電源變換、頻率變和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號(hào)源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。由于它工作可靠、使用方便、價(jià)格低換、脈沖調(diào)制等。由于它工作可靠、使用方便、價(jià)格低廉，目前被廣泛用于各種電子產(chǎn)品。廉，目前被廣泛用于各種電子產(chǎn)品。 555555定時(shí)器的封裝定時(shí)器的封裝5

12、55555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)555集成電路內(nèi)部有幾十個(gè)元器件，有分壓器、比較器、基本R-S觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等，電路比較復(fù)雜，是模擬電路和數(shù)字電路的混合體 555555定時(shí)器的管腳介紹定時(shí)器的管腳介紹555555集成電路是集成電路是8 8腳封裝，雙列直腳封裝，雙列直插型插型。其中其中6 6腳稱閾值端腳稱閾值端(TH)(TH)，是上比較，是上比較器的輸入；器的輸入；2 2腳稱觸發(fā)端腳稱觸發(fā)端(TR)(TR)，是，是下比較器的輸入；下比較器的輸入；3 3腳是輸出端腳是輸出端(Vo)(Vo)，它有，它有0 0和和1 1兩種狀態(tài)，由輸兩種狀態(tài)，由輸入端所加的電平?jīng)Q定；入端所加的電平?jīng)Q定

13、；7 7腳是放電腳是放電端端(DIS)(DIS)，它是內(nèi)部放電管的輸出，它是內(nèi)部放電管的輸出，有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由輸入端的狀態(tài)決定；輸入端的狀態(tài)決定；4 4腳是復(fù)位端腳是復(fù)位端(MR)(MR)，加上低電平時(shí)可使輸出為，加上低電平時(shí)可使輸出為低電平；低電平；5 5腳是控制電壓端腳是控制電壓端( (VcVc),),可用它改變上下觸發(fā)電平值；可用它改變上下觸發(fā)電平值；8 8腳腳是電源端，是電源端，1 1腳是地端。腳是地端。 占空比可調(diào)的方波信號(hào)發(fā)生器占空比可調(diào)的方波信號(hào)發(fā)生器 555555定時(shí)器的管腳介紹定時(shí)器的管腳介紹充電時(shí)間為充電時(shí)間為tph0.7RAC電容器

14、電容器C通過通過D2、RB及及555中三極管中三極管T放電，放電時(shí)間為放電，放電時(shí)間為tpl0.7RBC因而振蕩頻率為因而振蕩頻率為f=1/tph+tpl1.43/(RA+RB)C電路輸出波形的占空比為電路輸出波形的占空比為q(%)=RA/(RA+RB)100% 例如：令例如：令C= 0.1uf f=1000Hz 由公式由公式f=1/tph+tpl1.43/(RA+RB)C 可知可知RA+RB=14.3KHz 再令再令R1=R3=1K,R2=12.3K 最小占空比最小占空比q(%)=R1/(RA+RB)100%6.9% 最大占空比最大占空比q(%)=R1/(RA+RB)100%93.0% 可調(diào)范圍為可調(diào)范圍為6.9%93.0% 占空比可調(diào)的方波信號(hào)發(fā)生器占空比可調(diào)的方波信號(hào)發(fā)生器 占空比可調(diào)的方波信號(hào)發(fā)生器占空比可調(diào)的方波信號(hào)發(fā)生器U2LM555CMGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2R11kR21kR312.3kKey=A50%2D11BH6