简易信号发生器PCB总电路原理图

第五章 电路板的调试与误差分析

6.1 方波——三角波发生电路的调试

1. 接入电源后，用示波器进行双踪观察。

2. 调节RP1，使三角波的幅值满足指标要求。

3. 调节RP2，微调波形的频率。电位器RP2在调整方波-三角波的输出

频率时，不会影响输出波形的幅度。若要求输出频率的范围较宽，可用C2改变频率的范围。

4. 方波的输出幅度应等于电源电压+Vcc。三角波的输出幅度应不超过电

源电压+Vcc。电位器RP1可实现幅度微调，但会影响方波-三角波的频率。

5. 观察示波器，各指标达到要求后进行下一步安装。

6.2 三角波——正弦波转换电路的调试

1. 接入直流源后，把C4接地，利用万用表测试差分放大电路的静态工

作点。

2. 测试V1、V2的电压值，当不相等时调节RP4使其相等。

3. 测试V3、V4的电压值，使其满足实验要求。

4. 在C4端接入信号源，利用示波器观察，逐渐增大输入电压，当输出

波形刚好不失真时记入其最大不失真电压。为使输出波形更接近正弦

波，由图3-5可见：

（1）

（2）

（3） 传输特性曲线越对称，线性区越窄越好； 三角波的幅度Um应正好使晶体管接近饱和区或截止区； 图为实现三角波——正弦波变换的电路。其中Rp3调节三角波的幅度，Rp4调整电路的对称性，其并联电阻RE2用来减小差分放大器的线性区。电容C3,C4,C5为隔直电容，C6为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出波形。

6.3 总电路的调试

1. 把两部分的电路接好，进行整体测试、观察。

2. 针对各阶段出现的问题，逐各排查校验，使其满足实验要求，即使正弦波的峰峰值等于1V。

6.4 调试中遇到的问题及解决方法

方波-三角波-正弦波函数发生器电路是由三级单元电路组成的,在装调

多级电路时通常按照单元电路的先后顺序分级装调与级联。

1、方波-三角波发生器的装调

由于比较器A1与积分器A2组成正反馈闭环电路，同时输出方波与三角波，

这两个单元电路可以同时安装。需要注意的是，安装电位器RP1与RP2之前，要先

将其调整到设计值，应先使RP1=10KΩ,RP2取（2.5-70）KΩ内的任一值,否则电

路可能会不起振。电路接线正确，通电后，UO1的输出为方波，UO2的输出为三角

波，微调RP1,使三角波的输出幅度满足设计指标要求有，调节RP2，则输出频率在

对应波段内连续可变。

2、三角波---正弦波变换电路的装调

（1）经电容C4输入差模信号电压Uid=1v，Fi =100Hz正弦波。调节Rp4及电阻R,使传输特性曲线对称。再将C4左端接地，测量差份放大器的静态工作

点I0 ,Uc1,Uc2,Uc3,Uc4.

（2) Rp3与C4连接，调节Rp3使三角波输出幅度经Rp3等于Uidm值，这时Uo3的输出波形应接近正弦波，调节C6大小可改善输出波形。如果Uo3的波形出现几种正弦波失真，则应调节和改善参数，产生失真的原因及采取的措施有：

1）钟形失真 传输特性曲线的线性区太宽，应减小Re2。

2）半波圆定或平顶失真 传输特性曲线对称性差，工作点Q偏上或偏下，应调整电阻R。

3）非线性失真 三角波传输特性区线性度差引起的失真，主要是受到运放的影响。可在输出端加滤波网络改善输出波形。

6.5 误差分析

1.方波的误差分析

图6-2所示的波形为改换0.01uF时候的方波信号失真图

（1） 方波输出电压VP?P?2VCC，因为运放输出级是由NPN型或者PNP型两种晶体管组成的复合互补对称电路，输出方波时，两管轮流截止和饱和导通，导通时输出电阻的影响，使方波输出幅度小于电源电压值。

（2）方波的上升时间tr，主要受运放转换数率的限制。如果输出频率较高，则可接加速电容，与R3,RP1并联。从而改变转换数率。可接加速电容C1，一般取C1为几十皮法。用示波器或脉冲示波器测量T

2.三角波的误差分析

图6-3所示为三角波的信号图。三角波的幅值没有达到稳定的输出值6V，通过调节RP1 大小可以得到想要的波形幅值。

3.正弦波的误差分析

图6-1所示的波形为正弦波的平顶失真，通过调节R的值可以改善波形，减小误差达到所要的标准。电容C5 、C6可以改变滤过的波形，从而改变输出的电压值。通过调节RP3的值可以控制差分放大器的工作区域。

图6-1

图6-2