基于LM324的信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)與仿真

方波信號(hào)squ通過(guò)R7和RV4接放大器的反相輸入端，輸出信號(hào)由R7，RV4與組成的RC電路進(jìn)行積分變換產(chǎn)生的三角波tri。電容通過(guò)波段開(kāi)關(guān)(該開(kāi)關(guān)應(yīng)該與選頻率網(wǎng)絡(luò)的波段開(kāi)關(guān)同步)選擇，以改變不同頻段電路的積分時(shí)間常數(shù)，電位器RV4可以調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的幅度。為獲得線(xiàn)性良好的三角波，采用電阻R8進(jìn)行負(fù)反饋限幅，并在選擇元件參數(shù)時(shí)，應(yīng)使積分電路的時(shí)間常數(shù)τ=RC大于方波信號(hào)周期的一半(方波的寬度)。如信號(hào)頻率為100Hz，則方波的寬度為0．005s，若取C=1μF，則R>5kΩ。

3 電路仿真與測(cè)試
在Proteus中繪制圖3～圖5所示各部分電路，三部分電路按照?qǐng)D1所示關(guān)系連接，再將各部分電路的輸出端接虛擬示波器，然后開(kāi)始仿真，即可觀察到圖6所示的仿真波形。Proteus中原理圖的繪制與仿真見(jiàn)文獻(xiàn)。在仿真過(guò)程中，有幾個(gè)問(wèn)題需要注意：根據(jù)理論推算，正弦波產(chǎn)生電路在放大器的增益大于3即可起振，但實(shí)際仿真過(guò)程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不起振的現(xiàn)象，為此可在電源中加入擾動(dòng)來(lái)解決，如圖3中的-9 V電源，詳見(jiàn)文獻(xiàn)。若要變換頻段，三組電容器須同時(shí)改變，否則會(huì)不起振或波形失真。電位器RV1，RV2要調(diào)節(jié)到相同的阻值，調(diào)節(jié)RV3使輸出正弦波幅值達(dá)到最大不失真狀態(tài)，RV4可以調(diào)節(jié)輸出三角波的幅度。通過(guò)對(duì)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，在示波器上可以觀察到三種理想的波形。應(yīng)該注意的是：開(kāi)關(guān)SW1，SW2，SW3要采用1個(gè)3組以上的3位波段開(kāi)關(guān)。RV1，RV2采用同軸電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。三種輸出信號(hào)可以同時(shí)并行輸出，也可以通過(guò)一個(gè)選擇開(kāi)關(guān)并經(jīng)電位器(使信號(hào)幅度可調(diào))單獨(dú)輸出。另外實(shí)際測(cè)試時(shí)電源不用再加擾動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)
Proteus是集電路設(shè)計(jì)、分析、仿真、制版等多種功能于一身的實(shí)物仿真軟件，利用Proteus的ISIS進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真后，可以將設(shè)計(jì)結(jié)果數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入Proteus的ARES進(jìn)一步設(shè)計(jì)PCB，因此通過(guò)Proteus仿真技術(shù)，提高了電路設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。LM324是低成本的四運(yùn)算放大器，以其為核心器件設(shè)計(jì)的低頻信號(hào)發(fā)生器具有電路簡(jiǎn)單、波形穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠輸出實(shí)驗(yàn)測(cè)試常用的正弦波、方波和三角波信號(hào)，而且信號(hào)的頻率和幅度均可以調(diào)節(jié)。該信號(hào)發(fā)生器可用于學(xué)校的教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示和業(yè)余制作測(cè)試。