数字频率合成函数发生器设计方案

方波－三角波－正弦波函数发生器 方波－三角波－正弦波函数发生器是一种常用的信号发生器，能够生成方波、三角波、正弦波等多种电压波形。该函数发生器广泛应用于电子工程、自动控制、通信系统等领域。 在该函数发生器中，电路可以使用分立元件或集成电路（如ICL8038），也可以采用数字频率合成的方法用单片机实现。产生正弦波、方波、三角波的方案有很多种，可以先产生正弦波，然后通过整形电路将其变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；还可以先产生三角波——方波，再将三角波变换成正弦波。 本设计首先产生方波与三角波，然后将三角波变换成正弦波的电路设计方法。下面是方波——三角波产生电路的工作原理： 方波——三角波产生电路如图1-19所示，其工作原理为：当断开A点时，运放[pic]、[pic]、[pic]、[pic]及[pic]组成滞回电压比较器。其中[pic]为平衡电阻，其作用是减小共模输入电压；[pic]称为加速电容，其作用是加速比较器的翻转。运放[pic]的反相输入端接基准电压，即[pic]=[pic]=0，同相输入端接输入电压[pic]（[pic]由[pic]输出端电压[pic]引入）。 由工作于非线性区运放的特点（运放工作于非线性区时，若[pic]<[pic]则[pic]=[pic],若[pic]>[pic],[pic]=[pic][pic]），[pic]的输出[pic]的高电平近似等于正电源电压[pic]，[pic]的低电平近似等于负电源电压-[pic]。 当[pic]，由叠加原理，[pic]式中[pic]为[pic]的正向峰值电压，[pic]为运算放大器[pic]的正向阀值电压，[pic]为运放[pic]的正向饱和电压，在数值上近似等于正电源电压[pic]。令[pic]，得[pic]。当[pic]时，[pic]式中[pic]为[pic]的负向峰值电压，[pic]为运算放大器[pic]的负向阀值电压，[pic]为运放[pic]的负向饱和电压，在数值上近似等于负电源电压[pic]。令[pic]，得[pic]=[pic]。 迴差电压[pic]=[pic]。当[pic]时，[pic]=[pic]。 将A点断开后，运放[pic]、[pic]、[pic]、[pic]及[pic]组成反相积分器，电路如图1-19所示。因为[pic]，所以[pic]。则[pic]。上式等式两边积分，得[pic]=[pic]。 方波－三角波－正弦波函数发生器是电子工程中非常重要的信号发生器，广泛应用于自动控制、通信系统等领域。其工作原理基于滞回电压比较器和反相积分器的原理，能够生成多种电压波形。