基于LM324的信號發(fā)生器設計與仿真

方波信號squ通過(guò)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(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，電位器RV4可以調節輸出信號的幅度。為獲得線(xiàn)性良好的三角波，采用電阻R8進(jìn)行負反饋限幅，并在選擇元件參數時(shí)，應使積分電路的時(shí)間常數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(kāi)始仿真，即可觀(guān)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。在仿真過(guò)程中，有幾個(gè)問(wèn)題需要注意：根據理論推算，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 )出現不起振的現象，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。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要調節到相同的阻值，調節RV3使輸出正弦波幅值達到最大不失真狀態(tài)，RV4可以調節輸出三角波的幅度。通過(guò)對電路進(jìn)行實(shí)驗測試，在示波器上可以觀(guān)察到三種理想的波形。應該注意的是：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)行調節。三種輸出信號可以同時(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(使信號幅度可調)單獨輸出。另外實(shí)際測試時(shí)電源不用再加擾動(dòng)。

4 結語(yǔ)
Proteus是集電路設計、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)行設計仿真后，可以將設計結果數據直接導入Proteus的ARES進(jìn)一步設計PCB，因此通過(guò)Proteus仿真技術(shù)，提高了電路設計的效率和質(zhì)量。LM324是低成本的四運算放大器，以其為核心器件設計的低頻信號發(fā)生器具有電路簡(jiǎn)單、波形穩定、經(jīng)濟實(shí)用、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠輸出實(shí)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節。該信號發(fā)生器可用于學(xué)校的教學(xué)實(shí)驗演示和業(yè)余制作測試。