正弦波方波三角波发生电路方案

1、个人资料整理 仅限学习使用模板）苏州科技学院天平学院模拟电子技术课程设计指导书课设名称 正弦波-方波-三角波信号发生器设计学生姓名>051030106224梁荣荣 1030106221徐晨磊 1030106222周唐熏 1030106223专业电子信息工程 指导教师胡伏原正弦波-方波-三角波发生电路设计函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波 等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生 器，使用的器件可以是分立器件 （如低频信号函数发生器 S101全部采用晶体 管，也可以采用集成电路（如单片函数发生器模块 8038。为进一步掌握电路 的基

2、本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与积分电路共同组 成的正弦波一方波一三角波函数发生器的设计方法。产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过 整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以首先 产生正弦波，再将正弦波变成方波-三角波或将方波变成三角波等等。本课题采 用先产生正弦波，再将方波变换成三角波的电路设计方法，本课题中函数发生器电路组成框图如下所示：由比较器和积分器组成正弦波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到 三角波，目录1、正弦波发生器 .32、方波发生器 .43、三角波发生器 .7 ,4、正弦波-方波-三角波发生器 95、总电

3、路图、元器件清单 .106、心得体会及参考文献 11简述：方波、正弦波、三角波是电子电路中经常用到的信号，设计一个正弦波-方波-三角波发生电路。具体技术要求如下：1）正弦波-方波-三角波的频率在 100Hz-20KHz范围内连续可调；2）正弦波和方波的信输出幅度为 6V,三角波 的输出幅度在0-2V之间连续可调；正弦波的失真度 r5% 4）设计上述电路 工作所需的直流稳压电源电路。使用仪器及测量仪表：选用元器件1）.集成运放F007a741）。（2稳压及开关二极管；3）电阻、电容、电位器若干。测量仪表1）直流稳压电源；2）示波器;3）万用表4）频率计5）交流电 压表正弦波发生器其振荡频率为1k

4、Hz。若用同轴双联电位器代替电桥中的l.5k Q电阻，或用波段 开关改变电容的数值，可以调节输出频率。电路的最高频率由运算放大器的频 率特性决定，而低频端要求取较大的电阻值，所以要求运算放大器的输入阻抗尽可能高。稳压管支路中用接了 30kQ电阻，该支路接在 680。与3.9k。电阻 之间，主要是为了使放大器的增益变化不致太快。若使用击穿特性较软的稳压 管。则可以减小失真。失真度可达 0.5%整理可符F-乐)令叫匚;别 工二五记 WCto班特性为| f |二-1一=相频特性为v>. =arcmn(-)(U3)C LL6)f _ f 户=-根据式CL.45 ,因为当J 一人时. 承所以=从=

5、3,即只要为双申并嵌选物网格匹配 个电压放大倍数等于3的放大电路就可以构成正弦波振翰电眸,不过考虑到起版条件,所选放大电踣的电I卜放大倍数应略大于1正反馈网络的反俄电压u是同相比例运算电旃的怆入电压,因而要把 同相比例运算电路作为整体堪称电压放大电路，它的比例系数是电压放大 倍数,根据起根条件和幅值平衡条件方波发生器单限比较器当输入电压在阀值电压附近的微小变化,都将引起输出电 压的跃变，虽然很灵敏，但是它的看干扰能力差口滞回比较器具有滞|口|特性，因 而具有一定的抗干扰能力.图2. 2.1滞回比较器2, 1电压比较器电压比较器是对输入信号进行鉴幅和比较的电路，是组成非正弦波发生电 路的基本单元

6、电路，在测量和控制中有若相当广泛的应用.电压比较器有很多种类，主要有单限比较器、滞回比较器，窗口比较器。单限比较器就是电路只有 个阀值电压，输入电乐逐渐增大或减小的过程 中，当输出达到一定得值，输出出压发生跃变，从高电平到低电平或从低电平到 高电平，只发生一次跃变.滞问比较器是输入电压从小变大过程中使输出电压发生跃变的阀值电压不 等于输入电压从大变小过程中使输出电压发生跃变的阀值电压，但是当输入电压 向单一方向变化时，输出电压只跃变一次，和单限比较器相似，窗口比较器是输入电压从小变大或从大变小的过程中输出电压产生两次跃 变，窗口比较器和前两种比较器的区别在于：输入电压向单，方向变化过程中， 输

7、出电压跃变两次电从集成运放输出端的限幅电路可以看出，U= + 9。集成运放的输入端电位 d ai1=5，同相输入端电位U = + - -U (2.2.1)_鸟 + & *令巩=u,，求出的S就是阀值电压，因此得出+ UT = + 4 U. (2.2.2)- *当口厂一小，那么/一定小于因而u=+a，所以4=+力。只有当 输入电压S增大到十口，在增大一个无穷小量时，输入电压口才会从十4跃变 为-巩同理,假设4>+力，那么以 定大于4,因而且=-q,所以 %=_%.只有当输入电压q减小到再减小一个无穷小量时，输山电压仃 才会从-q跃变为+4,可见,仃从+q跃变为-4和从-S跃变为+6

8、的阀值 电压是不同的1滞回比较器有两种，一种是正向的，一种是反向的，两种比较器的工作原理 是相同的，只是正向滞回比较器是当输入电压从负位增到+七时，输出电压从跃变为+4,当输入电压从正值减小到-%时，输出电压从+U；跃变为-g。另外，电路还可以设计成可调式的可调式的滞回比较器由电路图可知，可以通过调节电位器来调节输入电压的阀值电压0发生方波的课程设计由止弦波产生方波由图中可以看必设计所用的滞回比较器是反向滞回比较器，由上一级电路 产生正弦波作为方波信号的输入。电路输出的高电平为+12Y,低电平为-12V,即 双向稳压管的心压口阀值电压为二住+段，什R. +4+凡1231)(-12)12.3.2

9、)三、三角波发生电路3.2发生三角波的课程设计DGND图3, 2. 1由方波产生三角波由于三角波的要求货位比较低，所以在放大电路输入端接了两个电阻以便 进行调试，另外，还在电容上并联了一个阻值较小的电阻，它主要有两个作用： 一、稳定了电路，二、和电容协调使得输曲电压达到历要求的幅值。由图可得U =Udt(3.2,1 )上式中Q为第二级产生的止眩波，U为需要产生的三角波。四：元器件清单及部分简介集成运放F007F007现已发展为国际通用型741型，其外型有两种封装：圆型和双排直插式是一 种高放大倍数、高输入电阻，低输出电阻的直接耦合式放大电路。输入级一般 都是采用差动放大形式的电路以减小温漂；中

10、间级为获得高的放大倍数，一方 面采用共射共源)放大电路，一方面设计成有源负载；输出级采用互补型跟随 式电路，以提高带负载能力。稳压二极管稳压二极管是一种用于稳定电压的单PN结二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上，反向电阻 降低到一个很少的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二 极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过用压基准元件使用联就可获得更多的稳定电压。开关二极管有在小电流下<10mA程度）使用的逻辑运算和在数百毫安下使用的磁芯激 励用开关二

11、极管。小电流的开关二极管通常有点接触型和键型等二极管，也有 在高温下还可能工作的硅扩散型、台面型和平面型二极管。开关二极管的特长 是开关速度快。而肖特基型二极管的开关时间特短，因而是理想的开关二极 管。2AK型点接触为中速开关电路用；2CK型平面接触为高速开关电路用；用 于开关、限幅、钳位或检波等电路；肖特基 <SBD）硅大电流开关，正向压降 小，速度快、效率高。设计所用仪器及器件1 .直流稳压电源1台2 .双踪示波器1台3 .万用表1只4 .运放7412片5 .电位器50K2只100K1 只100Q 1 只6 .电容470仙F 3只10仙F1只1仙F1只0.1 F2只0.011 只7

12、.三极管90134只8 .面包板1块9 .剪刀1把10 .仪器探头线2根11 .电源线4根总电路图:图4. L 1 正弦波-方波-三角波电路原理图五、心得体会：在为时一个星期的模拟电子课程设计中我收获颇多，见证了一份报告的形成产 生的整个过程，了解了做这么一份简单的报告也是多的不容易也是需要付出很 多汗水的，经历的找资料的艰难的前期准备，在老师的亲切认真的指导下改正 了最初方案的诸多缺点，夏日炎热的的天气并没有阻挡我们学习的人热情，反 而激励我们前行。这是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结 协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个 人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可 能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这 次课程设计也