今天我想與大家分享的是使用LM324 構(gòu)建一個(gè)函數(shù)發(fā)生器。

我是小琪。我們分享有關(guān)電子元件選擇、電路項(xiàng)目等方面的知識(shí)，并且充滿了有用的信息。不要錯(cuò)過。我們建議收集它們。如果你錯(cuò)過了，你可能就找不到它了。內(nèi)容僅供參考。請(qǐng)放大圖像。

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圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

1.什么是LM324? LM324是一款低成本四路運(yùn)算放大器。它由四個(gè)高增益放大器組成，四個(gè)運(yùn)算放大器可由單個(gè)電壓源供電。

LM324實(shí)物圖

LM324有14個(gè)引腳，包括CDIP、PDIP、SOIC和TSSOP。

LM324的引腳圖及其詳細(xì)信息如下所示。

LM324引腳圖

采用LM324設(shè)計(jì)的低頻信號(hào)發(fā)生器具有電路簡單、波形穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。它通常用于生成正弦波、方波和三角波信號(hào)，并允許您調(diào)整信號(hào)的頻率和幅度。

2. 什么是波形發(fā)生器？ 波形發(fā)生器是指產(chǎn)生具有所需參數(shù)的電測試信號(hào)的設(shè)備。電路形式可以由運(yùn)算放大器和分立元件組成，也可以由單片集成函數(shù)發(fā)生器組成。

波形發(fā)生器

3、利用LM324搭建波形發(fā)生器，我們主要以LM324為核心器件，通過RC橋式振蕩電路產(chǎn)生正弦波，通過過零比較器產(chǎn)生方波，通過功能集成器產(chǎn)生方波電路。產(chǎn)生三角波。 1. 波形產(chǎn)生及轉(zhuǎn)換方法

生成和轉(zhuǎn)換波形的解決方案有多種，但我們將使用下圖所示的正弦-方-三角波。

正弦波由RC橋式振蕩電路產(chǎn)生，具有穩(wěn)定的幅值和頻率以及可調(diào)的方波特性，可以產(chǎn)生頻率很低的正弦信號(hào)，而產(chǎn)生方波則采用過零比較器來做。然后，使用RC積分電路產(chǎn)生三角波。

波形生成和轉(zhuǎn)換

該電路結(jié)構(gòu)簡單，能產(chǎn)生良好的正弦波和方波信號(hào)，但如果積分電路的時(shí)間常數(shù)不改變，輸出就會(huì)下降，因此用集成電路產(chǎn)生同步三角波信號(hào)比較困難。如果三角波的幅度不變且線性良好，則積分時(shí)間常數(shù)也應(yīng)同時(shí)改變。

信號(hào)的頻率由正弦振蕩電路的RC選頻網(wǎng)絡(luò)決定。由于頻率范圍較寬，選頻網(wǎng)絡(luò)采用三組不同容值的電阻組成三個(gè)頻段，用頻段開關(guān)進(jìn)行選擇，用同軸電位器調(diào)節(jié)振蕩頻率。

通過檔位開關(guān)選擇三個(gè)波形并通過幅度調(diào)節(jié)電位器獨(dú)立輸出，即可達(dá)到信號(hào)選擇和幅度調(diào)節(jié)的目的。 2. 正弦波發(fā)生電路

正弦波發(fā)生器電路不僅要產(chǎn)生所需的正弦信號(hào)，還要為后續(xù)電路提供輸入信號(hào)。這部分電路采用常見的RC橋正弦波振蕩電路。

電阻R1和電容C1串聯(lián)以及電阻R2和電容C2并聯(lián)組成的網(wǎng)絡(luò)是RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)。選頻網(wǎng)絡(luò)也是一個(gè)提供零相移的正反饋電路，形成同相放大器。

如圖所示：該電路圖由放大網(wǎng)絡(luò)和選頻網(wǎng)絡(luò)組成。

R3和R4具有深度負(fù)反饋以獲得良好的輸出波形。

如果R1=R 2=R 則C 1=C 2=C

此時(shí)，選頻網(wǎng)絡(luò)的中心頻率為f0=1/(2RC)。

當(dāng)電路工作在該頻率時(shí)，反饋系數(shù)最大，|F|max=1/3。

根據(jù)振蕩條件，放大器電路的電壓增益必須為3A | (R 4 + R 3 )/R 4 |或更大。

因此需要R3+2R4來保證電路的振蕩。

正弦波發(fā)生器電路

在實(shí)際應(yīng)用中，可以使用下面所示的電路來調(diào)節(jié)放大器的頻率和功率。在該電路中，R 3 至R 5 以及二極管D 1 和D 2 形成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)和幅度穩(wěn)定鏈路。調(diào)節(jié)RV3可以改變負(fù)反饋的反饋系數(shù)，從而調(diào)節(jié)放大電路的電壓增益，以滿足振蕩復(fù)制條件。

RC振蕩模擬電路

考慮到信號(hào)頻率范圍20Hz20kHz，采用兩組3個(gè)電容和2個(gè)10倍電容值的同軸電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。

另選一個(gè)電容粗調(diào)振蕩頻率f0，用同軸電位器細(xì)調(diào)f0。不同電容和振蕩頻率f 0 對(duì)應(yīng)的電阻值為：

振蕩頻率f0與電阻/電容的對(duì)應(yīng)關(guān)系

從上圖可以看出，每個(gè)電容和電阻組合都可以調(diào)節(jié)一定的頻率范圍，并且由于這三個(gè)范圍相交，所以頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)。如果要生成200Hz 至2kHz 信號(hào)，請(qǐng)將電容設(shè)置為33nF，并調(diào)整RV1 和RV2，使與R1 和R2 串聯(lián)的電阻在24 k 和2.4 k 之間變化。 3.方波發(fā)生器

方波發(fā)生器比較簡單，如圖所示，運(yùn)算放大器LM324的反相輸入端接地，同相輸入端連接到正弦波發(fā)生電路的輸出，形成過零比較器。如下圖。

方波發(fā)生器

當(dāng)輸入正弦信號(hào)sin在正負(fù)半周之間變化時(shí)，輸出為與正弦波同相、幅度固定的方波信號(hào)squ。

4、三角波發(fā)生電路

三角波發(fā)生電路采用如下所示的RC積分電路。該電路由運(yùn)算放大器U1：C、C 3 /C 3'/C 3''、R7、RV4組成。

三角波發(fā)生電路

方波信號(hào)squ經(jīng)R7、RV4連接至放大器的反相輸入端，輸出信號(hào)為R7、RV4組成的RC電路積分轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生的三角波trii/C3'/C3'。 C3。 C3、C3'、C3'由頻段開關(guān)選擇（該開關(guān)必須與所選頻率網(wǎng)絡(luò)的頻段開關(guān)同步）來改變電路在不同頻段的積分時(shí)間常數(shù)。

電位器RV4調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的幅度。為了獲得線性良好的三角波，電阻R8用于負(fù)反饋限制。選擇元件參數(shù)時(shí)，積分電路的時(shí)間常數(shù)=RC必須大于方波信號(hào)周期（波形寬度）的一半。方波）。

如果信號(hào)頻率為100 Hz，則方波的寬度為0.005秒。如果C=1 F，則R 為5 k。

4、電路仿真與測試按照波形圖所示關(guān)系連接電路的三部分，將電路各部分的輸出連接到虛擬示波器，開始仿真。

您可以在下圖中看到仿真波形。在仿真過程中，有幾個(gè)問題需要注意。根據(jù)理論計(jì)算，當(dāng)放大器增益大于3時(shí)，正弦波發(fā)生電路就會(huì)開始振蕩，但在實(shí)際仿真過程中，可能不會(huì)發(fā)生振蕩。

要改變頻帶，必須同時(shí)改變?nèi)�組電容C1/C1'/C1''、C2/2'/C2''和C3/C3'/C3''。如果不改變它，將不會(huì)有振動(dòng)或波形。捻。

電位器RV1和RV2必須調(diào)整到相同的阻值。調(diào)節(jié)RV3，使輸出正弦波幅度達(dá)到最大而不失真。 RV4可以調(diào)節(jié)輸出三角波的幅度。

通過對(duì)該電路的實(shí)驗(yàn)測試，在示波器上可以觀察到三種理想的波形。請(qǐng)注意，開關(guān)SW 1、SW 2 和SW3 必須與至少3 組3 位開關(guān)一起使用。 RV 1和RV2由同軸電位器調(diào)節(jié)。

輸出信號(hào)可以通過選擇器開關(guān)通過電位器同時(shí)并行或單獨(dú)輸出（信號(hào)幅度可以調(diào)節(jié)）。而且實(shí)際測試時(shí)不需要干擾電源。

仿真波形圖

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