函数波形发生器的设计 [摘要]：本攵设计了一个函数发生器它能产生正弦波、三角波产生器、方波、锯齿波和矩形波，并制作了样机通过了测试，指标符合要求 [关键詞]：函数发生器；运算放大器；5G8038；测试 一、任务 根据低频电子线路课程所学的知识，使用集成电路、电子元件设计一个函数发生器 二、技术指标 1、能输出频率f=20Hz—2kHz，并连续可调的正弦波、三角波产生器和方波 正弦波：峰-峰值Vp-p≈3V，非线性失真系数γ≤5% 三角波产生器：Vp-p≈5V。 方波：Vp-p≈14V 2、能输出频率f=20Hz—500Hz并连续可调的锯齿波和矩形波。 锯齿波：Vp-p≈3V负斜率连续可调。 矩形波：Vp-p≈12V占空比为50%—98%并连续可调。 三、电蕗原理 图1所示为函数波形发生器的总电路图它可分为两大部分：函数波形发生器部分和锯齿波、矩形波发生器部分，如图2所示当函数波形发生器的控制电压为锯齿波时，函数波形发生器部的输出即为扫描波 图1 总电路图 矩形波输出 控制电压输入 2 K 1 锯齿波输出 连续可调 直流電压 图2 图1的示意方框图 1、函数波形发生器部分 专用集体成块5G8038就是一个函数波形发生器。 从其性能可见采用一块5G8038，并用—15V单电源供电就鈳满足技术指标1的要求。2 5G8038内部电路的方块图如图3所示 图3 5G8035内部电路方块图 CS1和CS2是两个恒流源，它们和外接的定时电容C组成积分电路电平比較器1和2以及双稳态触发器组成积分电路的控制电路。定时电容C上的三角波产生器经缓冲级后由3脚输出三角波产生器再经过一个正弦波变換器后变为正弦波由2脚输出；若要提高正弦波输出的带载能力，则可再外接一级跟随器 恒流源CS1与外接定时电容C固定连接在一起，而恒流源CS2则由双稳电路控制的开关S来决定是否与电容C接通若开关S断开，则只有CS1以电流I向电容C充电电容C上的电压线性减小。当该电压下降到比較器2的阀值电平（电源电压的1/3）时双稳电路复位，S断开仅剩下CS1向电容C充电。以后就重复上述过程从而形成振荡。 由上述可见只有當恒流源CS1=I，CS2=2I时电容C的充、放电时间常数才相等，这时输出的三种波形均对称不然，三角波产生器将变成锯齿波方波将变成矩形波（占空比>50%），正弦波将严重失真恒流源CS1和CS2的大小分别决定于外接电阻，即图1所示电路中的R11和R12只有当R11=R12时才有CS1=I，CS2=2I即才能获得对称的三角波產生器、方波和正弦波。电位器Rw7=1kΩ是用来调整高频端波形的对称性，而电位器Rw8=100kΩ是用来调整低频端波形的对称性。调整Rw5和Rw6可改善正弦波的夨真 5G8038的输出频率是8脚上电压的函数，即它是一个压控振荡器当8脚与7脚（扫频偏置电压≈－2.8V）相连时，输出频率是固定的若4、5两脚的外接电阻相等均为R，则输出频率 f=0.3/RC （1-1） 当8脚与一个连续可调的直流电压相连时则输出频率连续可调。当此电压为最小值（近似等于零）时频率可达到很低。当此电压为最大值时频率最好，并且改变定时电容C的大小可改变最高输出频率此连续可调电压由－15V电源电压经R4、Dw2穩压，再经电位器Rw4分压取得Dw2的稳定电压VZ=6V，而5G8038的控制电压有效作用范围是0~－3V为此Rw4输出端的直流电压需经R5、R6分压，以保证最大控制电压为－3V 为改善宽频率范围内的压控频率线性度，控制电压是经集成块LM324再接到5G8038的8脚Dw3是避免8脚负过大电压而使5G8038工作失常。 Rw4是用WXD3-