模拟电子课程设计（正弦波发生器）

Question

急需，请各位大侠帮帮忙。谢谢。
要详细一点，以及课程设计的格式。谢谢了。

Answer 1

1 集成函数发生器ICL8038电路结构〔1〕

函数发生器ICL8038的电路结构如图1虚线框内所示，共有5个组成部分。2个电流源的电流分别为IS1和IS2，且IS1＝I，IS2＝2I；2个电压比较器Ⅰ和Ⅱ的阈值电压分别为1／3 VCC和1／3 VEE，他们的输入电压等于电容两端的电压uc，输出电压分别控制RS触发器的S端和端；RS触发器的输出端Q和用来控制电子开关S，实现对电容C的充放电；2个缓冲放大器用于隔离波形发生电路和负载，使三角波和矩形波输出端的输出电阻足够小，以增强带负载能力；三角波变正弦波电路用于获得正弦波信号。

2 工作原理

当给函数发生器ICL8038接通电源时，电容C的电压为0 V，电压比较器Ⅰ和Ⅱ的输出电压均为低电平；因而RS触发器的输出Q为低电平，为高电平；使电子开关S断开，电流源IS1对电容充电，充电电流时间的增长而线性上升。uc的上升使RS触发器的R端从低电平跃变为高电平，但其输出不变，一直到uc上升到1／3 VCC时，电压比较器Ⅰ的输出电压跃变为高电平，Q才变为高电平（同时变为低电平），导致电子开关S闭合，电容C开始放电，放电电流为IS2－IS1＝I，因放电电流是恒流，所以，电容上电压uc随时间的增长而线性下降。起初，uc的下降虽然使RS触发器的S端从高电平跃变为低电平，但其输出不变。一直到uc下降到1／3 VEE，使电压比较器Ⅱ的输出电压跃变为低电平，Q才变为低电平（同时为高电平），使得电子开关S断开，电容C又开始充电。重复上述过程，周而复始，电路产生了自激振荡。由于充电电流与放电电流数值相等，因而电容上电压为对称三角波形,和Q）为方波，经缓冲放大器输出。三角波电压通过三角波变正弦波电路输出正弦波电压。通过以上分析可知，改变电容充电放电电流即改变RA，RB的数值，或改变电容C的数值，就改变了充放电时间，因此可改变其频率。

ICL8038是性能优良的集成函数发生器。可用单电源供电，也可双电源供电，他们的值为±5～±15 V，我们取±15 V，频率的可调范围为1～600 kHz，输出矩形波的占空比可调范围为2％～98％。

图2所示为ICL8038的引脚功能图，其中引脚8为频率调节（简称调频）电压输入端，电路的振荡频率与调频电压成正比，调频电压值是指电源VCC（引脚6）与引脚8之间的电压值，其变化范围不应超过1／3（VCC＋VEE），即引脚8的输入电压范围应在＋5～＋15 V之间。引脚7输出调频偏置电压，其绝对值是电源＋VCC与引脚7之差，一般其绝对值是1／5（VCC＋VEE），也就是说7脚电压应比电源电压低1／5（VCC＋VEE），如果VCC＝VEE＝15 V，7脚电压应取9 V，可见7脚电压也可作为引脚8的输入电压。

图3所示为ICL8038最常见的接法，矩形波输出端为集电极开路形式，需外接电阻RL＝10 kHz至＋VCC。图中RA和RB可分别独立调整，通过改变RA和RB的数值可改变矩形波的占空比，当RA＝RB时矩形波的占空比为50％，因而为方波。当RA≠RB时，矩形波不再是方波，引脚2输出也就不再是正弦波。

Answer 2

RC正弦波振荡电路图:

二：RC正弦波振荡电路
常见的RC正弦波振荡电路是RC串并联式正弦波振荡电路，它又被称为文氏桥正弦波振荡电路。

串并联网络在此作为选频和反馈网络。它的电路图如图（1）所示：
它的起振条件为： 。它的振荡频率为：
它主要用于低频振荡。要想产生更高频率的正弦信号，一般采用LC正弦波振荡电路。它的振荡频率为：。石英振荡器的特点是其振荡频率特别稳定，它常用于振荡频率高度稳定的的场合。

下面还是RC正弦波电路图:

采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC振荡电路,它适用于低频振荡,一般用于产生1Hz1MHZ的低频信号.
常用RC振荡电路有RC桥氏振荡电路和RC移相式振荡电路.本节只重点介绍由串并联选频网络构成的RC桥式振荡电路.
一、RC网络的频率响应
RC串并联网络的电路如下图所示。RC串联臂的阻抗用Z1表示， <--IWMS_AD_BEGIN-->

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RC并联臂的阻抗用Z2表示。其频率响应如下:

??
当R1=R2=R，C1=C2=C则有
??
幅频特性:
:
相频特性：?

?

由上图可见,当时,达到最大值并等于1/3,相位移为00,输出电压与输入电压同相,对于该频率,所取的输出电压即幅度是最大的,所以RC串并联网络具有选频作用.
二、RC桥式振荡电路
（1） ?RC桥式振荡电路的构成
RC桥式振荡电路如图所示，RC 串并联网络接在运算放大器的输出端和同相输入端构成了带有选频作用的正反馈网络，另外Rf、R1接在运算放大器的输出端和反相输入端之间，与集成运放一起构成负反馈放大电路.
由下图可见,正反馈电路与负反馈电路构成一文氏电桥电路,运算放大器的输入端和输出端分别跨接在电桥的对角线上,所以把这种振荡电路称为RC桥式振荡电路.

对于负反馈放大电路，输入信号由同相端输入（即振荡信号由此输入），根据虚短、虚断可求得负反馈闭环电压放大倍数

选频网络在f0时???? ???
振幅起振条件：
相位起振条件：
(2) RC文氏桥振荡电路的稳幅过程
RC桥式振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻Rf实现的。Rf是负温度系数热敏电阻，当输出电压升高，Rf上所加的电压升高，即温度升高，Rf的阻值减小，负反馈增强，输出幅度下降，反之输出幅度增加。若热敏电阻是负温度系数，应放置在R1的位置.
①若该电路RF为一固定电阻, 放大器Au为常数.
起振时:则要求
振荡平衡:则要求,只有当运算放大器进入非线性工作区才能使增益下降达到平衡条件,从而产生严重失真现象.
②若该电路RF为一负温度系数的热敏电阻,.
起振时:由于信号较弱,热敏电阻RF处于冷态,阻值比较大, 放大器Au值较大满足?,很快振荡建立.
振荡平衡: 随信号增强,热敏电阻RF温度升高,阻值减小, 放大器Au值自动下降,在运算放大器还末进入非线性工作区时,达到平衡条件 .

例7.1.1如图所示为RC桥式振荡电路，R1=6.2K, Rp=22K, R3=4.3K R=8.2K, C=0.01F. (1)求振荡频率(2)说明二极管的作用(3)说明Rp如何调节

解:(1)可求得振荡频率为???

(2)起振时信号小，二极管电阻大

起振后二极管电阻逐渐减小,R3减小,Au下降为3
(3)为了保证起振Au>3则R2 > 2R1-R3
http://www.elecfans.com/article/88/131/189/2007/200712096333.html