只需使用一个低成本CMOS IC 4049和几个独立的模块,就可以轻松创建一个强大的函数发生器,在音频频谱周围和之外提供三个波形的范围。
本文的目的是创建一个基本的、经济高效的开源频率发生器,它易于构建,可供所有业余爱好者和实验室专业人员使用。
毫无疑问,这一目标已经实现,因为该威廉希尔官方网站 提供各种正弦波、方波和三角波,并且大约 12 Hz 至 70 KHz 的频谱仅采用单个 CMOS 六角逆变器
IC 和几个独立元件。
毫无疑问,该架构可能无法提供更高级威廉希尔官方网站 的效率,特别是在增加频率下的波形一致性方面,但它仍然是一种非常方便的音频分析工具。
三角形输出通过缓冲放大器提供给二极管整形器,缓冲放大器将三角形的高电平和低电平四舍五入,以产生近似于正弦波信号。
然后,3路选择开关S3可以选择2个波形中的每一个,并将其提供给输出缓冲放大器。
威廉希尔官方网站 的工作原理
CMOS函数发生器的完整威廉希尔官方网站 图如上图所示。积分器完全使用CMOS逆变器Nl构建,而施密特机制包含2个正反馈逆变器。它是 N2 和 N3。
下图显示了IC 4049的引脚排列详细信息,用于应用于上述原理图
威廉希尔官方网站 以这种方式工作;考虑到目前P2游标处于最低位置,N3输出为高电平,电流相当于:
Ub - U1 / P1 + R1
通过R1和p1传输,其中Ub表示电源电压,Ut表示N1阈值电压。
由于该电流无法进入逆变器高阻抗输入,因此它开始向C1/C2行进,具体取决于开关S1在线上切换的电容器。
因此,C1上的压降呈线性减小,使得N1的输出电压在接近施密特触发器的较低阈值电压之前线性上升,就像施密特触发器的输出变低一样。
现在相当于-Ut / P1 + R1的电流流过R1和P1。
该电流始终流过C1,因此N1的输出电压呈指数级增长,直到达到施密特触发器的最大极限电压,施密特触发器的输出上升,整个周期重新开始。
为了保持三角波对称性(即波形的正向和负向部分的斜率完全相同),电容的负载和放电电流必须相同,这意味着Uj,-Ui 应该与 Ut 相同。
然而,可悲的是,Ut由CMOS逆变器参数决定,通常是55%!源电压Ub = Ut约为2.7 V,6 V,Ut约为3.3 V。
P2克服了这一挑战,P《》需要修改对称性。目前,考虑泰国R-与正供应线(位置A)有关。
无论P2的设置如何,施密特触发器的高输出电压始终保持11。
然而,当N3输出较低时,R4和P2建立电位分压器,以便根据P2的游标配置,0 V至3 V之间的电压可以返回到P1。
这可确保电压不再是-Ut,而是Up2-Ut。如果P2滑块电压约为0.6 V,则Up2-Ut应在-2.7 V左右,因此充电和放电电流将是相同的。
显然,由于Ut值的公差,应执行P2调整以匹配特定的函数发生器。
在Ut小于输入电压的50%的情况下,将R4的顶部接地(位置B)可能是合适的。
可以找到几个频率标度,将使用 S1 分配;12 Hz-1 kHz 和 1 kHz 至大约 70 kHz。
该电流始终流过C1,因此N1的输出电压呈指数级增长,直到达到施密特触发器的最大极限电压,施密特触发器的输出上升,整个周期重新开始。
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然而,可悲的是,Ut由CMOS逆变器参数决定,通常是55%!源电压Ub = Ut约为2.7 V,6 V,Ut约为3.3 V。
P2克服了这一挑战,P《》需要修改对称性。目前,考虑泰国R-与正供应线(位置A)有关。
无论P2的设置如何,施密特触发器的高输出电压始终保持11。
然而,当N3输出较低时,R4和P2建立电位分压器,以便根据P2的游标配置,0 V至3 V之间的电压可以返回到P1。
这可确保电压不再是-Ut,而是Up2-Ut。如果P2滑块电压约为0.6 V,则Up2-Ut应在-2.7 V左右,因此充电和放电电流将是相同的。
显然,由于Ut值的公差,应执行P2调整以匹配特定的函数发生器。
在Ut小于输入电压的50%的情况下,将R4的顶部接地(位置B)可能是合适的。
可以找到几个频率标度,将使用 S1 分配;12 Hz-1 kHz 和 1 kHz 至大约 70 kHz。
此外,通过检查方波输入可以理想地优化三角形对称性,因为如果方波占空比为 50%(1-1 标记空间),则会产生对称三角形。
为此,您必须调整预设的P2。
如果当P2游标向下移动到N3输出时,对称性增加,但无法实现正确的对称性,则必须将R4的上部连接在交替位置。
通过调整P4直到波形“看起来完美”来改变正弦波的纯度,或者只有在有失真计需要检查时才改变失真以最小失真。
由于电源电压会影响不同波形的输出电压,从而影响正弦波的纯度,因此威廉希尔官方网站 必须由可靠的6 V电源供电。
当电池用作电源电池时,不应强迫它们向下运行太多。
用作线性威廉希尔官方网站 的CMOS IC消耗的电流高于通常的开关模式,因此电源电压不得超过6 V,否则IC会因大量散热而发热。
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