方波—三角波—正弦波函数发生器的设计.doc

一、 设计要求方波三角波正弦波函数发生器的设计：已知条件：双运放TL084或OP07两只，三极管若干性能指标要求：频率范围：100Hz1KHz；110KHz;输出电压：方波VPP24V，三角波VPP=6V，正弦波VPP1V;波形特性：方波tr30s；三角波r2；正弦波r5；发挥部分：用给定的集成运算放大器,实现频率为300KHz方波，并通过分频电路，产生10KHz、30KHz、50KHz三种方波信号。二、 设计思路 1、 方波发生器在设计方波时，电路由反相输入的迟滞比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。同时RC电路作为积分电路，对方波积分产生三角波。开关J1可实现两个频率段的转换。图2、图3为方波及三角波的产生原理图： 图2图31、 正弦波发生器 该电路设计的是由三角波转换为正弦波，所以采用的是差分放大电路。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。并且差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。图5是根据差分放大电路的转移特性曲线，将三角波转换为正弦波的原理图。图53、 实验元件与仪器1、 直流稳压电源 1台2、 双踪示波器 1台3、 万用表 1只4、 TL084芯片 2片5、 三极管2N3904 3只6、 电烙铁 1副7、 剪刀 1把8、 电路板 2片9、 电阻、电容、 若干10、 电位器 2只三、 电路实现1、 首先使用multisim对电路进行仿真，仿真电路如图1、图3所示。（1）、方波 输出方波：VPP=12.1V（2）、三角波 输出三角波：VPP=6V（3）、正弦波 输出正弦波：VPP=1.445V2、 其次是选好器件，焊接电路。3、 最后对电路进行调试。调试结果如下：（1）、方波（2）、三角波（3）、正弦波4、 对电路的参数进行测试。测试结果如下：（1）、方波输出电压：VPP=12V，频率f：96Hz2KHz；（2）、三角波输出电压：VPP=6V，频率f：96HZ2KHz；（3）、正弦波输出电压VPP：3V1.5V，频率f：800Hz2KHz。五、实验结果分析 1、从仿真的设计电路来看，效果很好。但仿真中所使用的器件都是理想的，如：电阻、电容可调为任意值。这些在实际电路制作时是不可能做到的，也就只有选取相近参数值的器件代替，所以实际电路的结果于仿真是有一定误差的。2、在实验中J1处直接选用了较大的那一个电容代替，所以产生的波形不能调节频段。从方波、三角波来看，产生的波形都是比较好的，幅值稳定，频率可调。3、从测试结果的数据看，正弦波的幅值并不稳定，且频率也和方波、三角波不一样。在实验过程中发现，当频率太低时正弦波就会失真，所以800Hz2KHz为正弦波不失真范围。原因：由数据可得，当频率低于800Hz时，正弦波的幅值就应该高于3V了，由图5差分放大器的转移特性曲线看出，当正弦波的幅值太大后将会超出特性曲线的范围，所以就容易产生失真。六、实验心得为期将近半学期电子系统设计课程已经结束，在这段时间中的学习、设计、焊接过程中我感触颇深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了常用元件的识别和测试；熟悉了常用的仪器仪表；了解了电路的连接、焊接方法；以及如何提高电路的性能，分析问题的能力等等。在实验过程中，我们遇到了不少的问题。比如：波形失真，甚至不出波形这样的问题。在教员和同学的帮助下，把问题一一解决，这是自己感到非常高兴。实验中也暴露出我们在理论学习中所存在的问题，有些理论知识还处于懵懂状态，不过在实验中我也不断的查询资料，不断的丰富自己的知识。还有软件仿真电路只是我们预知实验结果的可能性，它并不能决定结果。只有通过实验才能使自己真正的认识一个原