模拟电子技术课程设计产生正弦波,方波,三角波,且占空比可调,频率可调,幅度可调

模电课程设计报告-- 正弦波方波三角波发生器宁波大红鹰学院《模拟电子技术》课程设计报告课题名称：正弦波方波三角波发生器分院：机械与电气工程学院教研室：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：1121090249指导教师：二○一三年十二月1.设计任务“方波三角波正弦波发生器”项目任务一、设计目的1、熟悉电路的基本功能原理，学会用集成运算放大器组成方波、三角波及正弦波发生器；2、学习方波、三角波、正弦波发生器的设计方法和设计流程；3、掌握方波、三角波、正弦波发生器的调试与测量方法。

4、能正确焊装、检测、调试电路。

二、设计任务1、课题名称：方波三角波正弦波发生器2、元器件选择范围：（1）集成电路：LM358、NE555等；（2）稳压二极管：5.1V或6.2V；（3）电阻：E24系列，碳膜电阻，1/4W，精度5%，阻值范围10Ω-1MΩ。

（4）电容：E6（100pF—1000uF）,电解电容耐压25V、35V、50V。

（5）电位器：10K、50K、100K、500K。

三、设计要求1、电源电压：±12V；2、输出信号波形为对称方波、三角波和正弦波；3、输出信号频率（根据指标分配安排）；4、输出信号幅度（根据指标分配安排）；5、拓展要求：产生锯齿波。

2.硬件设计这是设计仿真时所用的电路，能够基本符合设计的要求。

基本构思思路是，一个由正弦波电路、方波电路、三角波电路和放大电路组成的电路。

由于实际焊接测试时方波严重失真，对电路有所整改，如图所示。

1．元器件列表模拟所用元器件符号实际所用元器件符号LM358D U1A LM358D U1ALM358D U2A LM358D U2ALM358D U3A LM358D U3ALM358D U4A LM358D U4A1N4148 D1 1N4148 D1 1N4148 D2 1N4148 D2 ZPD3.3 D3 ZPD3.3 D3 ZPD3.3 D5 ZPD3.3 D56.9KΩR1 3KΩ+3.9KΩR16.9KΩR2 3KΩ+3.9KΩR210KΩR3 10KΩR3 电位器50KΩR5 电位器50KΩR5 1KΩR6 1KΩR62.4KΩR7 3KΩR71KΩR8 1KΩR8 电位器10KΩR9 电位器10KΩR9 20KΩR10 20KΩR10 1KΩR11 1KΩR11 3KΩR12 1.6KΩR12 1KΩR13 1KΩR13 10KΩR14 10KΩR14 47nF C1 47nF C1 47nF C2 47nF C2 1uF C3 1uF C3正弦波发生电路的工作原理产生正弦振荡的条件: 正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般在放大电路中引入正反馈，并创造条件，使其产生稳定可靠的振荡。

课程设计说明书课程设计名称：电子技术（模拟电路部分）课程设计题目：设计制作一个方波—三角波—正弦波的函数转换器学院名称：专业：班级：学号：姓名：评分：教师：20 年月日电子技术（模拟电路部分)课程设计任务书20 －20 学年第学期第周－周题目设计制作一个方波—三角波—正弦波的函数转换器内容及要求1 ）输入波形频率范围为0.02Hz~20KHz且连续可调。

2 ）正弦波幅值为±2V。

3 ）方波幅值为±2V。

4 ）三角波峰峰值为2V，占空比可调。

5 ）设计电路所需的直流电源可用实验室电源。

进度安排第一周：设计电路图，参考文献，仿真，然后焊接。

第二周：调试装置，总结实验，完成实验报告。

学生姓名：指导时间：年月日至年月日指导地点：楼室任务下达年月日任务完成年月日考核方式 1.评阅□ 2.答辩□ 3.实际操作□ 4.其它□指导教师系（部）主任注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。

2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。

摘要函数信号发生器作为一种常用的信号源，是现代测试领域内应用最广泛的通用仪器之一，在研制生产测试和维修各种电子元件和部件都需要有信号源。

由于函数（波形）信号发生器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函数，所以信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

例如在通信，广播，电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频），视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。

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容测量领域。

本次课程设计的目的：采用555集成芯片外界电容电阻来产生正弦波、方波、和三角波，先通过555芯片产生波形通过电容形成方波，接着经过两个电阻分别出现三角波和正弦波，经过仿真得出了三个波形的波形图，通过实验掌握电子系统的一般设计方法，培养综合应用所学知识来指导实践的能力，掌握常用元器件的识别和测试，熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。

模拟电子技术课程设计任务书一、设计题目:波形发生器的设计(二方波 /三角波 /正弦波 /锯齿波函数发生器二、设计目的1、研究正弦波等振荡电路的振荡条件。

2、学习波形产生、变换电路的应用及设计方法以及主要技术指标的测试方法。

三、设计要求及主要技术指标设计要求:设计并仿真能产生方波、三角波及正弦波等多种波形信号输出的波形发生器。

1、方案论证,确定总体电路原理方框图。

2、单元电路设计,元器件选择。

3、仿真调试及测量结果。

主要技术指标1、正弦波信号源:信号频率范围 20Hz ~20kHz 连续可调; 频率稳定度较高。

信号幅度可以在一定范围内连续可调;2、各种输出波形幅值均连续可调,方波占空比可调;3、设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限, 还可以进一步测出其输出电压的范围。

四、仿真需要的主要电子元器件1、运算放大电路2、滑线变阻器3、电阻器、电容器等五、设计报告总结(要求自己独立完成,不允许抄袭。

1、对所测结果(如:输出频率的上限和下限,输出电压的范围等进行全面分析,总结振荡电路的振荡条件、波形稳定等的条件。

2、分析讨论仿真测试中出现的故障及其排除方法。

3、给出完整的电路仿真图。

4、体会与收获。

1.正弦波输出电路,方波输出电路,在正弦波的基础上通过 LM339AD 比较器稳定输出方波,可通过 R15小幅调节占空比, 但方波幅值不可调。

R15调节范围 0/100~~2/100,占空比约为0/100~~50/100之间,通过正弦波发生器中的 R13可大幅度调节占空比。

3.三角波和锯齿波发生器通过 LM741CN 运放,且由 R18和 C3组成积分电路,在方波基础上输出三角波,通过调节方波占空比可以产生锯齿波,当方波占空比为 50/100时,输出三波。

4.三种波形的综合输出一 .正弦波输出波形当每个变阻器的阻值为 50/100时输出波形二,方波发生器、使青少年陷于苦恼的境地。

他们不愿与父母老师沟通，却希望与同龄伙伴拉帮结伙，有的甚至离家出走，出外寻找“友谊”。

模拟电子技术课程设计产生正弦波,方波,三角波,且占空比可调,频率可调,幅度可调模拟电子技术课程设计任务书一、设计题目:波形发生器的设计(二)方波/三角波/正弦波/锯齿波函数发生器二、设计目的1、研究正弦波等振荡电路的振荡条件。

2、学习波形产生、变换电路的应用及设计方法以及主要技术指标的测试方法。

三、设计要求及主要技术指标设计要求:设计并仿真能产生方波、三角波及正弦波等多种波形信号输出的波形发生器。

1、方案论证，确定总体电路原理方框图。

2、单元电路设计，元器件选择。

3、仿真调试及测量结果。

主要技术指标1、正弦波信号源:信号频率范围20Hz,20kHz 连续可调;频率稳定度较高。

信号幅度可以在一定范围内连续可调;2、各种输出波形幅值均连续可调，方波占空比可调;3、设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限，还可以进一步测出其输出电压的范围。

四、仿真需要的主要电子元器件1、运算放大电路2、滑线变阻器3、电阻器、电容器等五、设计报告总结(要求自己独立完成，不允许抄袭)。

1、对所测结果(如:输出频率的上限和下限，输出电压的范围等)进行全面分析，总结振荡电路的振荡条件、波形稳定等的条件。

2、分析讨论仿真测试中出现的故障及其排除方法。

3、给出完整的电路仿真图。

4、体会与收获。

1(正弦波输出电路14R116V23kΩR13R212 VD1D28.2kΩ50%6.8kΩ11U1A1N40071N4007XSC1R90Key=A172ExtTrig10kΩ1+R8180_3BA275.1kΩ4__LM324AD++R5R75.1kΩ5.1kΩ192411U3AR62511U2AR4225.1kΩC215.1kΩ15C11223233420LM324 AD4.7nF4R10LM324AD4.7nFR112kΩR3262kΩ100kΩ50%R12Key=A2128 0100kΩ50%Key=A00V112 V如图所示为频率可调、幅度可调的正弦波振荡电路。

1前言-信号发生器简介信号发生器是指产生所需参数的的电测试信号的仪器。

按信号波形可以分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。

信号发生器又称为信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛应用，各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。

能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器信号发生器用来产生频率为20Hz～200kHz的正弦信号（低频）。

除具有电压输出外，有的还有功率输出。

所以用途十分广泛，可用于测试或检修各种电子仪器设备中的低频放大器的频率特性、增益、通频带，也可用作高频信号发生器的外调制信号源。

另外，在校准电子电压表时，它可提供交流信号电压。

低频信号发生器的原理：系统包括主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器（输出变压器）和指示电压表。

主振级产生低频正弦振荡信号，经电压放大器放大，达到电压输出幅度的要求，经输出衰减器可直接输出电压，用主振输出调节电位器调节输出电压的大小。

2.函数发生器总方案及原理框图2.1方案简介及选择方案一：先产生正弦波，再由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。

方案二：先产生方波，再将方波变成三角波，再将三角波通过差分放大器产生正弦波。

本次设计采用方案一：即是按照‘正弦波—方波—三角波’的顺序设计函数信号发生器，通过RC文氏桥振荡器产生正弦波，再通过由比较器构成的整形电路将正弦波变换成方波，最后通过积分器将方波变换成三角波。

关键词：振荡器，比较器，积分器2.2 制作函数信号发生器的原理框图图2-1-制作函数信号发生器的原理构造图正弦波方波振荡器比较器积分器三角波3.函数信号发生器各组成部分的工作原理3.1正弦波发生电路的工作原理图3-1—正弦波发生电路的原理图其中文氏电桥RC串并联构成正反馈支路，决定电路的振荡频率f0；Rf和R1形成的是负反馈支路，该反馈支路决定起振的幅值条件和振荡波形的失真程度。

模拟电子技术课程设计题目题目一： 函数发生器设计任务和要求：1．能输出频率f ＝100 Hz ～1kHz 、1kHz ～10 kHz 两档，并连续可调的正弦波、三角波和方波：正弦波：峰一峰值V P-P ≈2V ；三角波：V P-P ≈6V ；方波：V P-P ≈12V 。

2． 能输出频率f ＝50Hz ～4kHz 并连续可调的锯齿波和矩形波：锯齿波：V P-P ≈4V ，负斜率连续可调。

矩形波：V P-P ≈12V ，占空比为50％～90％并连续可调。

3．设计压控振荡器控制电压范围1~10V ；振荡频率范围：f ＝500Hz ～5kHz ；测量输入电压与频率的关系，做出曲线。

设计提示：根据设计指标，先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波。

在方波—三角波的基础上，进行锯齿波、矩形波和压控振荡器的设计。

题目二：低频信号发生及处理系统设计任务和要求：1) 用运算放大器为主要元件设计一个低频信号发生及处理电路。

2) 正弦信号发生单元的输出信号频率为500Hz ±10Hz ，输出电压有效值为20mV 。

3) 将20mV 的正弦信号变换为±20mV 的差模信号。

4) 将±20mV 的差模信号放大为10V 的单端输出的正弦信号。

5) 将10V 正弦信号变换为0~50mV 的矩形波信号，占空比q 在10%~90%范围内连续可调。

6) 将矩形波信号做比例积分运算，比例系数=10，积分时间常数=0.1设计提示：1）可采用电压跟随器及反相比例电路实现单端信号到差模信号的变换。

2）可参考仪用放大器的设计，将±20mV 的差模信号放大为10V 的单端输出的正弦信号。

3）将10V 正弦信号变换为0~50mV 的矩形波信号时可考虑用信号衰减及电平移动2个环节分步实现。

题目三 ：设计实现晶体管β值筛选器设计任务和要求：1．对PNP 和NPN 都适用。

2．当时输出<200Hz 的矩形波；当200<β300200<β<时输出>1000Hz 矩形波；当300>β时指示灯亮。

模拟电路课程设计报告课题名称：方波—三角波—正弦波函数发生器设计专业：电子信息工程班级：学号：学生姓名：指导教师：2010年6月12日一、设计目的： 掌握科研任务的调研方法，熟悉查阅文献资料，学习应用电子电路理论知识进行系统设计方案论证，掌握相关电路的设计和计算方法，完成具体电路的设计和相关计算。

完成对系统所用元器件的挑选和检测，完成电路的焊接组装，完成电路的单元调试。

掌握整机调试方法，掌握相关技术指标的测量方法，研究有关技术指标的调整技术。

二、设计要求： 掌握方波—三角波—正弦波函数发生器设计的设计方法与测试技术。

了解单片集成函数发生器8038的工作原理与应用，学会安装与调试由分离元件与集成电路组成的多级电子电路小系统。

三、课程设计所需要的元件三极管9013（4个） uA741（2个） 稳压管2DW231（6.2V 30mA 20mW ） 电阻：10k （1个） 20k （3个）2k （3个）2.7k （1个）6.8k （2个） 100k （1个） 8k （1个） 0.1k （1个） 电位器47k （2个） 电容：0.022uF （1个） 47uF （1个）470uF （2个）10uF （1个）0.1uF （1个）四、设计原理：1.图为方波和三角波发生器第一级A1组成迟滞电压比较器，输出电压U o1为对称的方波信号。

第二级A2组成积分器，输出电压Uo 为三角波信号。

设稳压值为U Z ，则比较器输出的高电平为+U Z ，低电平为-U Z 。

由图可得A1同相端的电压为：12o1o 1212R R u u u R R R R +=⋅+⋅++12Z o1212()R R U u R R R R =⋅±+⋅++Z 21mH U R R E =由于此电压比较器的 u - = 0，u+=0则可求得电压比较器翻转时的上门限电位为下门限电位为 门限宽度为 反相积分器的输出电压为当t=0时， 当t=t1时，方波和三角波的周期为方波和三角波的频率为方波和三角波的输出波形为：Z 21mL U R R E -=mLmH m E E E -=∆Z 212U RR =mL0Z 14o )d (1)(E t nU C R t u t+--=⎰Z21mLo)0(U R R Eu -==1o 1mH Z 2()R u t E U R ==Z 11Z 412nU R t U R C R =⋅-⋅21411222nR CR R t T ⋅==14124T 1CR R nR f ==2. 图为三角波---正弦波转换电路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。

模拟电路提高性实验学院：科目：指导老师：学生：学号：班级：波形发生及转换器一、实验任务要求用面包板搭建一个波形发生及转换器，测试满足要求后，在电路板上焊接出来。

指标要求如下：1.±12V直流电源供电，输出3路波形：正弦波、方波和三角波.2.信号频率1kHz,3种波形幅度均为±4V.3.信号频率和幅度连续可调，尽量减小波形失真.二、方案论证产生正弦波、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；也可以首先产生三角波—方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。

本实验采用先产生正弦波，再将正弦波转换为方波，最后将方波转换为三角波的电路设计方法首先，±12V直流电源供电给运放，产生正弦波，本实验使用文氏振荡电路作为第一级电路，通过调节50kΩ的电位器将部分输出电压叠加反馈到输入电路；第二级使用滞回比较器将正弦波转换为方波，同时通过10kΩ和20kΩ的电阻串联取出部分电压反馈到输入，但本级电路无法调节输出的方波幅度；第三级为反相求和运算电路，使得输入的方波幅度可调；第四级通过一个积分运算电路将方波转变为三角波，取第三级的输出为输入，并通过50kΩ的电位器调节三角波的幅度。

本实验中除了第一级的两个200kΩ的可调电位器用来调节幅度外，其余50kΩ的电位器均是用来调节幅度，使得正弦波、方波、三角波三种波形的幅度可调范围较大，而且本电路均引入反馈，尽量减小波形失真。

三、实验电路图及说明说明：第一级为RC桥式正弦波振荡电路，两个200kΩ的电位器接入电路的电阻相同，作用为调节正弦波的频率；50kΩ的电位器的作用是调节幅度。

第二级为滞回比较器(正弦波->方波)，输出方波，但幅度不可调节。

第三级为反相求和运算电路，通过50kΩ的电位器调节方波的幅度。

第四级为积分运算电路，将输入的方波转变为三角波，同时也通过50kΩ的电位器调节三角波的幅度。

指导老师：专业：学号：姓名：一、设计题目:信号发生器设计二、设计目的：掌握方波—三角波—正弦波的设计方法和调试技术。

三、设计内容与要求:信号发生器是常用的测试仪器,常用的信号源有正弦波、方波、三角波、锯齿波、阶梯波等.①RC桥式正弦波产生电路，频率分别为300Hz、1KHz、10KHz，输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。

②矩形波电路，频率3KHz，占空比可调范围10%～90％，输出幅值3V、负载1KΩ。

③三角波电路，频率1KHz，占空比可调范围10％～90%，输出幅值3V、负载1KΩ.④多用信号源产生电路，分别产生正弦波、方波、三角波，频率范围100Hz～3KHz、输出幅值≥5V、负载电阻1KΩ.四、设计思路及实验前的理论原理：1、正弦波产生电路（由放大电路、选频网络和反馈网络组成)从结构上看，RC正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。

振幅平衡和相位平衡是正弦波振荡电路产生持续振荡的两个条件。

其中，振荡频率是由相位平衡条件所决定的。

刚开始时，Rf略大于R1的两倍，这样放大倍数才会略大于3,电路才能够起振.一段时间后,可以利用非线性元件来自动调整反馈的强弱以维持输出电压恒定，也可以将Rf 用滑动变阻器代替,人为调节放大倍数，从而使电路能够产生幅度稳定、几乎不失真的正弦波.其选频网络的频率特性如下:1211,;11rj cr r j c Z r Z j c j c j c r j c ωωωωωω+=+===++ 反馈网络的反馈系数为2212();13()v Z j cR F s Z Z j cR j cR ωωω==+++由此可得RC 串并联选频网络的幅频响应及相频响应2003()v F j ωωωω=+-00()arctan ;3f ωωωωϕ-=-可以计算，当00112f f rc rc ωωπ====或时，幅频响应的幅值为最大，即max 1;3F =相应的相频响应的相位角为零，即0;f ϕ=此时输出电压的幅值最大，并且输出电压为输入电压的３倍。

苏州科技大学电子与信息工程学院模拟电子技术课程设计报告课设名称正弦波-方波-三角波发生电路学生姓名学号同组姓名学号专业班级电气1411指导教师苏州科技大学电子与信息工程学院模拟电子技术课程设计报告一、设计课题正弦波-方波-三角波发生电路二、设计要求（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-方波的输出信号幅值为6V.三角波输出信号幅值为0-2V连续可调（3）正弦波失真度 ≦5%。

（4）分设计和仿真实验两部分分步完成.三、设计目的（1）巩固所学的相关理论知识；（2）实践所掌握的电子制作技能；（3）会运用EDA工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计（4）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则（5）掌握模拟电路的安装\测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题（6）学会撰写课程设计报告（7）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风.（8）完成一个实际的电子产品；进一步提高分析问题、解决问题的能力四、电路方案与系统参数设计使用仪器及测量仪表：选用元器件（1）集成运放F007（a741）(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1kHz。

若用同轴双联电位器代替电桥中的l.5kΩ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。

稳压管支路中串接了30kΩ电阻，该支路接在680Ω与3.9kΩ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％。