專利名稱：一種信號(hào)發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種信號(hào)發(fā)生器，更具體地說，涉及一種結(jié)構(gòu)簡 單、操作方便、安全性好的信號(hào)發(fā)生器。
背景技術(shù)：
信號(hào)發(fā)生器一般也被稱為振蕩器，可用于產(chǎn)生一定頻率和幅度的 信號(hào)，并廣泛地應(yīng)用于測量、通信、功率變換、功率控制等領(lǐng)域中。 已知的信號(hào)發(fā)生器按照輸出信號(hào)波形的不同，大致可以分為正弦波 信號(hào)發(fā)生器和非正弦波(如方波、三角波等)信號(hào)發(fā)生器。
目前的信號(hào)發(fā)生器種類繁多，性能各異。但是，隨著信號(hào)發(fā)生器 功能的增加，其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度也隨之增加，導(dǎo)致信號(hào)發(fā)生器的成本 和操作復(fù)雜度增加，而系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性卻在降低。因此，信 號(hào)發(fā)生器的電路結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型的目的是要提供一種結(jié) 構(gòu)筒單、操作方便、安全性好且能夠產(chǎn)生多種波形信號(hào)的信號(hào)發(fā)生 器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種信號(hào)發(fā)生器，其包括用
來提供電源的電源電路；該信號(hào)發(fā)生器還包括用來保證信號(hào)發(fā)生器 安全工作的保護(hù)電路，保護(hù)電路的輸入端與電源電路的輸出端連接； 可以產(chǎn)生正弦波、方波和三角波的信號(hào)發(fā)生電路，信號(hào)發(fā)生電路與 保護(hù)電路連接；用來調(diào)節(jié)信號(hào)頻率的頻率調(diào)節(jié)電路，頻率調(diào)節(jié)電路 與信號(hào)發(fā)生電路連接；用來輸出信號(hào)的輸出電路，輸出電路的輸入 端與頻率調(diào)節(jié)電路的輸出端連接；用來顯示信號(hào)發(fā)生器工作狀態(tài)的指示電路，指示電路的輸入端分別與電源電路、保護(hù)電路和頻率發(fā)
生電路的輸出端連接；以及用來以觸摸方式控制信號(hào)發(fā)生電路工作 狀態(tài)的觸控電路，觸控電路的輸出端分別與信號(hào)發(fā)生電路、頻率調(diào) 節(jié)電路和輸出電i 各的輸入端連接。
根據(jù)本實(shí)用新型的 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，保護(hù)電路包括用來防止電源 電路正負(fù)極反接的二極管。
根據(jù)本實(shí)用新型的另 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，指示電路包括發(fā)光二極管。
根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，觸控電路包括用于感應(yīng)人
體觸摸的觸摸點(diǎn)。
才艮據(jù)本實(shí)用新型的另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，觸控電路包括4011B
型與非門。
根據(jù)本實(shí)用新型的另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，信號(hào)發(fā)生電路包括高輸 入阻抗型集成運(yùn)it CA3014。
根據(jù)本實(shí)用新型的另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，信號(hào)發(fā)生電路包括由二
極管和穩(wěn)壓管組成的自動(dòng)穩(wěn)幅電路。
根據(jù)本實(shí)用新型的另外 一 個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，頻率調(diào)節(jié)電路包括由電
容、電阻和電位器組成的選頻網(wǎng)絡(luò)。
本實(shí)用新型的有益效果是，該信號(hào)發(fā)生器以簡單的電路設(shè)計(jì)產(chǎn)生 比如正弦波、方波和三角波等不同波形的信號(hào)，功能多樣；該信號(hào) 發(fā)生器采用新穎的觸控方式來改變信號(hào)的類型，以及轉(zhuǎn)換輸出端口 ， 而且能顯示電路的工作狀態(tài)、波形的類型、頻率等，方便用戶操作； 此外，該信號(hào)發(fā)生器的保護(hù)電路還設(shè)計(jì)有限流功能，當(dāng)出現(xiàn)故障后 能自動(dòng)切斷電源以至不會(huì)損壞信號(hào)發(fā)生器，而當(dāng)排除障礙后又能恢 復(fù)正常工作，提高了電路的安全性能。


圖1是根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的信號(hào)發(fā)生器的電路結(jié)構(gòu)原 理圖；圖2是圖1所示信號(hào)發(fā)生器的保護(hù)電路、指示電路和正弦波觸 控電路原理圖3是圖1所示信號(hào)發(fā)生器的方波觸控電路原理圖4是圖1所示信號(hào)發(fā)生器的三角波觸控電路原理圖5是圖1所示信號(hào)發(fā)生器的方波和三角波信號(hào)發(fā)生電路原理
圖6是圖1所示信號(hào)發(fā)生器的正弦波信號(hào)發(fā)生電路原理圖； 圖7是圖1所示信號(hào)發(fā)生器的頻率選擇電路原理圖；以及 圖8是圖1所示信號(hào)發(fā)生器的頻率轉(zhuǎn)換電路原理圖。 附圖標(biāo)記
R1 R42:電阻；C1 C16:電容；D1 D16: 二極管；J1 J6:繼 電器；LED1 LED5:發(fā)光二極管；BT1和BT2:電池組；VT1 VT11、 VT13 VT15:三極管；Sl和S2:開關(guān)；W1 W9:電位器；DW1 DW3: 穩(wěn)壓管；a j、 1、 m、 n:連接點(diǎn)；N1A N6A:與非門；A:正弦波 觸控支路；B:方波觸控支路；C:三角波觸控支路。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。 如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)發(fā)生器包括 用來提供電源的電源電路、用來保證信號(hào)發(fā)生器安全工作的保護(hù)電 路、可以產(chǎn)生正弦波、方波和三角波的信號(hào)發(fā)生電路、用來調(diào)節(jié)信 號(hào)頻率的頻率調(diào)節(jié)電路、用來以觸摸方式控制信號(hào)發(fā)生電路工作狀 態(tài)的觸控電路、用來顯示信號(hào)發(fā)生器工作狀態(tài)的指示電路和用來輸
出信號(hào)的輸出電路，其中，電源電路、保護(hù)電路、信號(hào)發(fā)生電路、 頻率調(diào)節(jié)電路和輸出電路串聯(lián)。此外，電源電路、保護(hù)電路和頻率
調(diào)節(jié)電路還有輸出端分別與指示電路的輸入端連接，而觸控電路的 輸出端分別與信號(hào)發(fā)生電路、頻率調(diào)節(jié)電路和輸出電路的輸入端連 接。該信號(hào)發(fā)生器能夠產(chǎn)生頻率為1MHZ的正弦波信號(hào)，還能產(chǎn)生 頻率為2.25MHZ低失真的方波和三角波。圖2中示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的保護(hù)電路的工 作原理。具體而言，在該信號(hào)發(fā)生器中，作為電源的電池組BT1和 BT2優(yōu)選為15V, BT1的正極連接VCC, BT2的負(fù)極連接VEE。在 給信號(hào)發(fā)生器通電之后，二極管Dl和D2用來保護(hù)電路，防止電源 正負(fù)極性接反。當(dāng)整個(gè)電路正常工作時(shí)，電流流過電阻R3，在電阻 R3(電阻R3阻值很小，本實(shí)施例中R3二5Q)兩端的電壓降比較小， 三極管VT2都不導(dǎo)通，繼電器Jl的電壓低于額定工作電壓，因而不 工作。在這種工作狀態(tài)下，發(fā)光二極管LED1 (優(yōu)選綠燈)亮，三極 管VT1完全導(dǎo)通，同時(shí)發(fā)光二極管LED2 (優(yōu)選紅燈)被短路不發(fā) 光。
當(dāng)出現(xiàn)過載或者短路現(xiàn)象時(shí)，通過電阻R3的電流急劇增加，造 成電阻R3兩端的電壓也急劇增加，可以使三極管VT2的發(fā)射結(jié)間 形成較大的電壓差，使三極管VT2飽和導(dǎo)通。此時(shí)，繼電器J1的電 壓達(dá)到額定工作電壓而開始工作，〗吏開關(guān)斷開，即切斷U一P和U一N， 起到保護(hù)電路的作用。同時(shí)，由于三極管VT1失去了基極電流，三 極管VT1截止，發(fā)光二極管LED2 (優(yōu)選紅燈)亮進(jìn)行警告，在繼 電器Jl開始工作的同時(shí)，三極管VT2也會(huì)因?yàn)槭セ鶚O電流而截止， 但二極管D3并聯(lián)在繼電器Jl工作線圏的兩端，由二極管D3和該線 圏組成回^各，產(chǎn)生電流，以延遲繼電器的工作時(shí)間。
又如圖2所示，在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，正弦波觸控電路 的工作原理如下所述。如果沒有用手接觸正弦波觸控電路的觸摸點(diǎn) SIN—TOUCH,三極管VT3的集電極處于高電位(本實(shí)施例中大約為 5V),與非門N1A (本實(shí)施例中的與非門選用4011B型與非門)的 兩個(gè)輸入端都是高電平，與非門N1A輸出低電平，三極管VT5不導(dǎo) 通，繼電器J2不工作。
在用手觸摸一下設(shè)置于三極管VT3基極的觸摸點(diǎn)SIN—TOUCH 的情況下，假設(shè)此時(shí)沒有觸摸其它兩個(gè)觸摸點(diǎn)SQU—TOUCH和 TRI—TOUCH,由于人體帶有一定的靜電，因而使得三極管VT3產(chǎn)生 基極電流，導(dǎo)致與非門N1A的兩個(gè)輸入端1和2的電壓突然減小到低電平(本實(shí)施例中為2.5V左右)，由此使與非門N1A的輸出端3 輸出高電平(本實(shí)施例中為8V左右)。因?yàn)闆]有觸摸SQUJTOUCH 和TRIJTOUCH兩個(gè)觸摸點(diǎn)，故三極管VT4不截止，與非門N1A輸 出的高電平有效，使得三極管VT5導(dǎo)通，進(jìn)而使繼電器J2達(dá)到額定 工作電壓而開始工作，完成正弦信號(hào)輸出端SIN和信號(hào)輸出端OUT 的對(duì)接，以及對(duì)正弦波觸控電路傳輸給正弦波信號(hào)發(fā)生電路的電源 正極線SIN—P和電源負(fù)^l線SIN—N的轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換過程可以通過關(guān) 斷正弦波和三角波;故生器電源來實(shí)現(xiàn)。正弦電源線S IN—P經(jīng)電阻R10 和Rll給三極管VT5提供基極電流而發(fā)生自鎖。同時(shí)，與非門N1A 輸出的高電平也輸入到如圖3所示的三極管VT7和如圖4所示的三 極管VT10的基極，從而解除方波和三角波觸控電路的自鎖。二極管 D5和D6用來防止與非門N2A和N3A輸出的高電平相互影響各自 的控制電路而造成誤判。二極管D7用來保護(hù)與非門。
圖3示出了本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的方波觸控電路，其工作原理 與正弦波觸控電路的工作原理類似，同樣是根據(jù)人體所帶的靜電來 改變電路中的電流，從而改變方波觸控電路的工作狀態(tài)。
圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的三角波觸控電路，其觸 控原理及自鎖原理與正弦波基本相同，區(qū)別在于在觸摸三角波發(fā) 生電路的觸摸點(diǎn)TRI—TOUCH后，三角波觸控電路發(fā)生自鎖，同時(shí) 也可以使得方波觸控電路自鎖，并且把三角波信號(hào)輸出端TRI轉(zhuǎn)接 到信號(hào)輸出端OUT。
圖5示出了本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的方波和三角波信號(hào)發(fā)生電 路，其工作原理如下所述。該電路采用三個(gè)非門來產(chǎn)生方波信號(hào)， 三角波信號(hào)則是通過一個(gè)轉(zhuǎn)換電路把方波信號(hào)轉(zhuǎn)換而成，本實(shí)施例 中的非門采用4011B型與非門來完成。
剛通電時(shí)，可以選4奪4巴電容量不同的電容C4、 C5、 C6接入該電 路。假設(shè)此時(shí)選擇的是電容C4，電容C4的兩端電壓為零。非門N4A 輸出高電平到非門N5A的輸入端，非門N5A又輸出低電平到非門 N6A，最后非門N6A輸出高電平。該高電平使三極管VT13完全導(dǎo)通，而三極管VT15截止。此時(shí)，三極管VT14導(dǎo)通，穩(wěn)壓管DW1 使電源正極線SQU一P與三極管VT14的基極之間的電壓穩(wěn)定在3V， 這樣就穩(wěn)定了三極管VT14的基極電流，電源通過三極管VT14、電 位器(即可變電阻)Wl和W2對(duì)電容C4進(jìn)行恒流充電。
當(dāng)電容C4兩端電壓達(dá)到可以使非門輸出反轉(zhuǎn)的閥值電壓時(shí)，非 門N4A輸出端的電壓反轉(zhuǎn)變成低電平，輸入到非門N5A的輸入端， 而非門N5A又輸出高電平到非門N6A，最后非門N6A輸出低電平， 使三極管VT13和VT14截止，并且電壓停止對(duì)電容C4充電。但是， 三極管VT15在此時(shí)卻導(dǎo)通，使得電容C4在穩(wěn)壓管DW2的穩(wěn)壓作 用下進(jìn)行恒流放電。當(dāng)電容C4放電到使得非門輸出發(fā)生反轉(zhuǎn)的閥值 電壓時(shí)，非門N4A輸出端再次發(fā)生反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致非門N5A和N6A也 發(fā)生反轉(zhuǎn)，非門N6A的輸出再次反轉(zhuǎn)成高電平，恢復(fù)到起始時(shí)刻電 容C4充電的狀態(tài)。由此周而復(fù)始，方波信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生振蕩，非 門N6A輸出為方波，經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路后電容C4(C5或C6)兩端可以得 到三角波。
該信號(hào)發(fā)生電路還可以通過調(diào)節(jié)電位器W1、W2、W3(用作微調(diào))、 W4(用作粗調(diào))來調(diào)節(jié)方波和三角波的占空比，可以通過選擇電容量 不同的電容C4、 C5和C6可以改變方波和三角波的頻率。
圖6示出了本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中正弦波信號(hào)發(fā)生電路的工 作原理。具體而言，本電路采用高輸入阻抗型集成運(yùn)放CA3014。電 容C7(或C8、C9)、電阻R34、電位器W6、電位器W7、電容C14 (或C15、 C16)、電容R36、電位器W8、電位器W9組成選頻網(wǎng) 絡(luò)(這里電容C7、 C8和C9的電容量分別等于電容C14、 C15和C16 的電容量)。通過頻率轉(zhuǎn)換開關(guān)Sl和S2可以選擇不同電容組合， 比如一組電容C8和C15或另一組電容C9和C16、或者調(diào)節(jié)電位器 W6、 W7、 W8、 W9的電阻大小均可以改變正弦波的頻率。此外， 調(diào)節(jié)電位器W5的電阻大小可以調(diào)節(jié)正弦波的振幅。
從圖6中還可以看出，由五個(gè)二極管D12 D16及穩(wěn)壓管DW3 構(gòu)成了自動(dòng)穩(wěn)幅電路，該自動(dòng)穩(wěn)幅電路與反饋電阻R35并聯(lián)，正常情況下，該網(wǎng)絡(luò)不起作用。當(dāng)輸出信號(hào)的幅度增大到穩(wěn)壓管DW3的 擊穿電壓時(shí)，穩(wěn)壓管DW3被擊穿，導(dǎo)致自動(dòng)穩(wěn)幅電路開始工作，使 得反饋支路總阻值下降，反饋?zhàn)饔眉訌?qiáng)，從而可以使幅度得到穩(wěn)定。
圖7和圖8示出了本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的頻率選擇原理，其基 本原理是當(dāng)雙聯(lián)單刀雙擲開關(guān)Sl和S2都處于圖7所示的接通狀 態(tài)，并且使信號(hào)發(fā)生器處在方波或者三角波信號(hào)輸出的工作狀態(tài)， 此時(shí)U—N沒有接到SIN—N，繼電器J5和J6都不工作，電容C4與 C5并聯(lián)，發(fā)光二極管LED3亮，該電路可以產(chǎn)生低頻率方波和三角 波信號(hào)；若按下開關(guān)Sl使其處于另一個(gè)接通狀態(tài)，從而斷開了電容 C4,只有電容C5接入電路中，發(fā)光二極管LED3和LED4都亮，該 電路可以產(chǎn)生一個(gè)中頻率方波和三角波信號(hào)；若同時(shí)按下開關(guān)Sl和 S2使兩者都處于另 一 個(gè)接通狀態(tài)，從而使接入電路中的電容換成電 容量較小的電容C6，發(fā)光二極管LED3、 LED4和LED5三燈同時(shí)亮， 此時(shí)該電3各可以產(chǎn)生 一 個(gè)頻率較高的方波和三角波信號(hào)。
本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的號(hào)發(fā)生器采用非常簡單的電路設(shè) 計(jì)就可以產(chǎn)生正弦波、方波和三角波等不同波形的信號(hào)，操作方便， 能夠很好地適應(yīng)不同工作場合的需要；該信號(hào)發(fā)生器采用新穎的觸 控方式來改變信號(hào)的類型，以及轉(zhuǎn)換輸出端口，而且能顯示電路的 工作狀態(tài)、波形的類型、頻率等，可以極大地方便用戶使用；此外， 該信號(hào)發(fā)生器的保護(hù)電路還設(shè)計(jì)有限流功能，當(dāng)出現(xiàn)故障后能自動(dòng) 切斷電源以至不會(huì)損壞信號(hào)發(fā)生器，而當(dāng)排除障礙后又能恢復(fù)正常 工作，提高了電路的安全性能。
當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，上述的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型 僅起解釋而非限定的作用，倘若本實(shí)用新型的相應(yīng)修改和變形屬于 本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型的意 圖也包含在這些改動(dòng)和變形中。
權(quán)利要求1.一種信號(hào)發(fā)生器，包括用來提供電源的電源電路，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)生器還包括用來保證所述信號(hào)發(fā)生器安全工作的保護(hù)電路，所述保護(hù)電路的輸入端與所述電源電路的輸出端連接；用來產(chǎn)生正弦波、方波和三角波的信號(hào)發(fā)生電路，所述信號(hào)發(fā)生電路與所述保護(hù)電路連接；用來調(diào)節(jié)信號(hào)頻率的頻率調(diào)節(jié)電路，所述頻率調(diào)節(jié)電路與所述信號(hào)發(fā)生電路連接；用來輸出信號(hào)的輸出電路，所述輸出電路的輸入端與所述頻率調(diào)節(jié)電路的輸出端連接；用來顯示所述信號(hào)發(fā)生器工作狀態(tài)的指示電路，所述指示電路的輸入端分別與所述電源電路、所述保護(hù)電路和所述頻率發(fā)生電路的輸出端連接；以及用來以觸摸方式控制所述信號(hào)發(fā)生電路工作狀態(tài)的觸控電路，所述觸控電路的輸出端分別與所述信號(hào)發(fā)生電路、所述頻率調(diào)節(jié)電路和所述輸出電路的輸入端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，所述保護(hù) 電路包括用來防止所述電源電路正負(fù)極反接的二極管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，所述指示 電路包括發(fā)光二極管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，所述觸控 電路包括用于感應(yīng)人體觸摸的觸摸點(diǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，所述觸控 電路包括4011B型與非門。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，所述信號(hào) 發(fā)生電路包括高輸入阻抗型集成運(yùn)放CA3014。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)生電路包括由二極管和穩(wěn)壓管組成的自動(dòng)穩(wěn)幅電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，所述頻率 調(diào)節(jié)電路包括由電容、電阻和電位器組成的選頻網(wǎng)絡(luò)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種信號(hào)發(fā)生器，包括電源電路、保護(hù)電路、信號(hào)發(fā)生電路、頻率調(diào)節(jié)電路、觸控電路、指示電路和輸出電路。該信號(hào)發(fā)生器采用新穎的觸控方式來改變信號(hào)的類型，可以產(chǎn)生滿足要求的方波信號(hào)、三角波信號(hào)和正弦波信號(hào)，以及轉(zhuǎn)換輸出端口，而且能顯示電路的工作狀態(tài)、波形的類型、頻率等，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03K5/00GK201352782SQ20092000055
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2009年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日
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