函数信号发生器的制作方法

本实用新型涉及信号发生器领域，特别涉及一种函数信号发生器。

背景技术：

函数信号发生器是一种信号发生装置，能产生某些特定的周期性时间函数波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。图1为传统函数信号发生器的供电部分的电路原理图，从图1中可以看出，传统函数信号发生器的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统函数信号发生器的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较低。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、能提高电路的安全性和可靠性的函数信号发生器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种函数信号发生器，包括键盘接口电路、显示电路、微处理器、da转换电路、放大电路、波形输出电路、复位电路和电源模块，所述键盘接口电路的输出端与所述微处理器连接，所述显示电路的输入端与所述微处理器的输出端连接，所述微处理器的输出端与所述da转换电路的输入端连接，所述da转换电路的输出端与所述放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端与所述波形输出电路的输入端连接，所述复位电路的输入端与所述微处理器的输出端连接，所述电源模块的输出端与所述微处理器的输入端连接；

所述电源模块包括电压输入端、第一电容、第一电感、第一电阻、第二电感、第二电阻、第一二极管、第一三极管、第三电阻、第四电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第二电容、第五电阻、第六电阻、第三电容、第四电容和电压输出端，所述电压输入端分别与所述第一电容的一端、所述第一电感的一端和所述第一电阻的一端连接，所述第一电感的另一端分别与所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的一端、所述第一二极管的阳极、所述第三电容的一端和所述电压输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述第一三极管的基极连接，所述第一二极管的阴极与所述第一三极管的集电极连接，所述第一电容的另一端与所述第二电感的一端连接，所述第一三极管的发射极分别与所述第二电感的另一端和所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端分别与所述第一运算放大器的同相输入端、所述第二运算放大器的输出端和所述第二电容的一端连接，所述第一运算放大器的反相输入端通过所述第四电阻接地，所述第二运算放大器的反相输入端分别与所述第二电容的另一端和所述第六电阻的一端连接，所述第二运算放大器的同相输入端通过所述第五电阻接地，所述第一运算放大器的输出端分别与所述第六电阻的另一端、所述第三电容的另一端和所述第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端接地。

在本实用新型所述的函数信号发生器中，所述第一二极管的型号为s-352t。

在本实用新型所述的函数信号发生器中，所述电源模块还包括第七电阻，所述第七电阻的一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第七电阻的另一端与所述第三电容的一端连接。

在本实用新型所述的函数信号发生器中，所述第七电阻的阻值为32kω。

在本实用新型所述的函数信号发生器中，所述第一三极管为npn型三极管。

在本实用新型所述的函数信号发生器中，所述第一电感的电感值为1mh。

在本实用新型所述的函数信号发生器中，所述第二电感的电感值为0.5mh。

实施本实用新型的函数信号发生器，具有以下有益效果：由于设有键盘接口电路、显示电路、微处理器、da转换电路、放大电路、波形输出电路、复位电路和电源模块，电源模块包括电压输入端、第一电容、第一电感、第一电阻、第二电感、第二电阻、第一二极管、第一三极管、第三电阻、第四电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第二电容、第五电阻、第六电阻、第三电容、第四电容和电压输出端，该电源模块与传统函数信号发生器的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第一二极管用于进行限流保护，因此本实用新型电路结构较为简单、成本较低、方便维护、能提高电路的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统函数信号发生器的供电部分的电路原理图；

图2为本实用新型函数信号发生器一个实施例中的结构示意图；

图3为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型函数信号发生器实施例中，该函数信号发生器的结构示意图如图2所示。图2中，该函数信号发生器包括键盘接口电路1、显示电路2、微处理器3、da转换电路4、放大电路5、波形输出电路6、复位电路7和电源模块8，其中，键盘接口电路1的输出端与微处理器3连接，显示电路2的输入端与微处理器3的输出端连接，微处理器3的输出端与da转换电路4的输入端连接，da转换电路4的输出端与放大电路5的输入端连接，放大电路5的输出端与波形输出电路6的输入端连接，复位电路7的输入端与微处理器3的输出端连接，电源模块8的输出端与微处理器3的输入端连接。

本实施例中，微处理器3采用的型号为at89c51。键盘接口电路1用于输入数据信息或者控制信息，显示电路2于显示显示波形信号的频率、输出的波形以及输入的数据，da转换电路4用于将数字信号转换成模拟信号，放大电路5用于将数/模转换电路转换的模拟信号通过滤波放大处理后，输出需要的波形。

图3为本实施例中电源模块的电路原理图，图3中，该电源模块包括电压输入端vin、第一电容c1、第一电感l1、第一电阻r1、第二电感l2、第二电阻r2、第一二极管d1、第一三极管q1、第三电阻r3、第四电阻r4、第一运算放大器a1、第二运算放大器a2、第二电容c2、第五电阻r5、第六电阻r6、第三电容c3、第四电容c4和电压输出端vo，其中，电压输入端vin分别与第一电容c1的一端、第一电感l1的一端和第一电阻r1的一端连接，第一电感l1的另一端分别与第一电阻r1的另一端、第二电阻r2的一端、第一二极管d1的阳极、第三电容c3的一端和电压输出端vo连接，第二电阻r2的另一端与第一三极管q1的基极连接，第一二极管d1的阴极与第一三极管q1的集电极连接，第一电容c1的另一端与第二电感l2的一端连接，第一三极管q1的发射极分别与第二电感l2的另一端和第三电阻r3的一端连接，第三电阻r3的另一端分别与第一运算放大器a1的同相输入端、第二运算放大器a2的输出端和第二电容c2的一端连接，第一运算放大器a1的反相输入端通过第四电阻r4接地，第二运算放大器a2的反相输入端分别与第二电容c2的另一端和第六电阻r6的一端连接，第二运算放大器a2的同相输入端通过第五电阻r5接地，第一运算放大器a1的输出端分别与第六电阻r6的另一端、第三电容c3的另一端和第四电容c4的一端连接，第四电容c4的另一端接地。

本实施例中，该电源模块8与图1中传统函数信号发生器的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第一二极管d1为限流二极管，用于对第一三极管q1的集电极电流进行限流保护。限流保护的原理如下：当第一三极管q1的集电极电流较大时，通过该第一二极管d1可以降低第一三极管q1的集电极电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，因此能提高电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第一二极管d1的型号为s-352t。当然，在实际应用中，第一二极管d1也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

该电源模块8的工作原理如下：该电源模块8采用三级滤波结构，第一级滤波结构由第一电感l1和第一电容c1组成，第一电阻r1作为平衡电阻实现第一级滤波电路的动态平衡。第二级过滤结构由第一三极管q1、第一运算放大器a1和第二运算放大器a2组成，第二电感l2起到限流的作用，第二级滤波结构的输出根据输入电压的波动发生变化，进而改变第三电容c3和第四电容c4之间的电位差，实现由第三电容c3和第四电容c4组成的第三级滤波结构根据电压波动进行主动式调整，提高整个滤波电路的过滤效果。该电源模块8结构简单，可靠性较高。

本实施例中，第一三极管q1为npn型三极管，当然，在实际应用中，第一三极管q1也可以为pnp型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，第一电感l1的电感值为1mh，第二电感l2的电感值为0.5mh。当然，在实际应用中，第一电感l1的电感值和第二电感l2的电感值均可以根据具体情况进行相应调整，也就是第一电感l1的电感值和第二电感l2的电感值均可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块8还包括第七电阻r7，第七电阻r7的一端与第一二极管d1的阳极连接，第七电阻r7的另一端与第三电容c3的一端连接。第七电阻r7为限流电阻，用于进行限流保护。限流保护的原理如下：当第七电阻r7所在支路的电流较大时，通过该第七电阻r7可以降低第七电阻r7所在支路的电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，以进一步提高电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第七电阻r7的阻值为32kω。当然，在实际应用中，第七电阻r7的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第七电阻r7的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，该电源模块8与传统函数信号发生器的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块8中设有限流二极管，因此能提高电路的安全性和可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。