基于LM324的信號發(fā)生器設(shè)計與仿真

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

3 電路仿真與測試
在Proteus中繪制圖3～圖5所示各部分電路，三部分電路按照圖1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文獻。在仿真過程中，有幾個問題需要注意：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，但實際仿真過程中有時會出現(xiàn)不起振的現(xiàn)象，為此可在電源中加入擾動來解決，如圖3中的-9 V電源，詳見文獻。若要變換頻段，三組電容器須同時改變，否則會不起振或波形失真。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。通過對電路進行實驗測試，在示波器上可以觀察到三種理想的波形。應(yīng)該注意的是：開關(guān)SW1，SW2，SW3要采用1個3組以上的3位波段開關(guān)。RV1，RV2采用同軸電位器進行調(diào)節(jié)。三種輸出信號可以同時并行輸出，也可以通過一個選擇開關(guān)并經(jīng)電位器(使信號幅度可調(diào))單獨輸出。另外實際測試時電源不用再加擾動。

4 結(jié)語
Proteus是集電路設(shè)計、分析、仿真、制版等多種功能于一身的實物仿真軟件，利用Proteus的ISIS進行設(shè)計仿真后，可以將設(shè)計結(jié)果數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入Proteus的ARES進一步設(shè)計PCB，因此通過Proteus仿真技術(shù)，提高了電路設(shè)計的效率和質(zhì)量。LM324是低成本的四運算放大器，以其為核心器件設(shè)計的低頻信號發(fā)生器具有電路簡單、波形穩(wěn)定、經(jīng)濟實用、使用方便等優(yōu)點，能夠輸出實驗測試常用的正弦波、方波和三角波信號，而且信號的頻率和幅度均可以調(diào)節(jié)。該信號發(fā)生器可用于學(xué)校的教學(xué)實驗演示和業(yè)余制作測試。