压控锯齿波发生器的设计.

课程设计说明书课程名称：模拟电子技术课程设计题目：多功能锯齿波发生器的设计学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：日期：年月日多功能锯齿波发生器的设计一、设计任务与要求(1)在控制开关的作用下，能实现单周期扫描、间歇扫描、连续扫描和停止扫描控制功能(2)具有输出幅度调节、直流偏置调节和扫描周期调节功能；(3) 输出幅度在正负10V 范围内可调．线性度优于0.01％。

（4）运用集成运算放大器为主要器件。

二、方案设计与论证锯齿波发生器是运用相关器件组合而产生的电路，其中一个非常重要的部件就是集成运算放大器，以及由集成运算放大器组成的滞回比较器、积分器。

用集成运放实现的电路结构简单，调整方便。

如果在三角波发生电路中,有意识地使积分电路充电和放电的时间常数相差悬殊,则在积分电路的输出端即可得到锯齿波信号。

要实现幅度可调,则需将控制输出电压幅度的相应参数设置成可调参数即可。

器件与单元电路的介绍：集成运算放大器，滞回比较器，积分电路，反向比例运算电路，555定时器。

三、单元电路设计与参数计算1.工作原理假设初始时刻滞回比较器输出端为高电平，而且假设积分电容上的初始电压为零。

由于A 1同相输入端的电压U +同时与U o1和U o 有关，根据叠加原理，可得：o 2121o 211U R R R U R R R U ++++＝ （7） 则此时U +也为高电平。

但当z 1o U U +＝时，积分电路的输出电压U o 将随着时间往负方向线性增长，U +随之减小，当减小至0==-+U U 时，滞回比较器的输出端将发生跳变，使z 1o U U -＝，同时U+将跳变为一个负值。

以后，积分电路的输出电压将随着时间往正方向线性增长，U +也随之增大，当增大至0==-+U U 时，滞回比较器的输出端再次发生跳变，使z 1o U U +＝,同时U +也跳变为一个正值。

然后重复以上过程，于是可得滞回比较器的输出电压1o U 为矩形波，而由于积分电路的充放电时间不等，故积分电路输出电压Uo 为锯齿波。

课程设计说明书课程名称：模拟电子技术课程设计题目：多功能锯齿波发生器的设计学生：专业：班级：学号：指导教师：日期：年月日多功能锯齿波发生器的设计一、设计任务与要求(1)在控制开关的作用下，能实现单周期扫描、间歇扫描、连续扫描和停止扫描控制功能(2)具有输出幅度调节、直流偏置调节和扫描周期调节功能；(3) 输出幅度在正负10V 围可调．线性度优于0.01％。

（4）运用集成运算放大器为主要器件。

二、方案设计与论证锯齿波发生器是运用相关器件组合而产生的电路，其中一个非常重要的部件就是集成运算放大器，以及由集成运算放大器组成的滞回比较器、积分器。

用集成运放实现的电路结构简单，调整方便。

如果在三角波发生电路中,有意识地使积分电路充电和放电的时间常数相差悬殊,则在积分电路的输出端即可得到锯齿波信号。

要实现幅度可调,则需将控制输出电压幅度的相应参数设置成可调参数即可。

器件与单元电路的介绍：集成运算放大器，滞回比较器，积分电路，反向比例运算电路，555定时器。

三、单元电路设计与参数计算1.工作原理假设初始时刻滞回比较器输出端为高电平，而且假设积分电容上的初始电压为零。

由于A 1同相输入端的电压U +同时与U o1和U o 有关，根据叠加原理，可得：o 2121o 211U R R R U R R R U ++++＝ （7） 则此时U +也为高电平。

但当z 1o U U +＝时，积分电路的输出电压U o 将随着时间往负方向线性增长，U +随之减小，当减小至0==-+U U 时，滞回比较器的输出端将发生跳变，使z 1o U U -＝，同时U+将跳变为一个负值。

以后，积分电路的输出电压将随着时间往正方向线性增长，U +也随之增大，当增大至0==-+U U 时，滞回比较器的输出端再次发生跳变，使z 1o U U +＝,同时U +也跳变为一个正值。

然后重复以上过程，于是可得滞回比较器的输出电压1o U 为矩形波，而由于积分电路的充放电时间不等，故积分电路输出电压Uo 为锯齿波。

占空比可调的锯齿波发生电路学院：专业：姓名：学号：占空比可调的锯齿波发生电路一．实验目的1．掌握占空比可调的锯齿波发生电路的工作原理2．掌握占空比调节的方法二．总体设计方案1.滞回比较器在单限比较器中，输入电压在阈值电压附近的任何微小变化，R都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。

因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。

滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因此也就具有一定抗干扰能力。

从反相输入端输入的滞回比较器电路如图(a)所示，滞回比较器电路中引入了正反馈。

(a)电路 (b)电压传输特性从集成运放输出端的限幅电路可以看出，u0=±U Z。

集成运放反相输入端电位u N= u I，同相输入端电位根据“虚短”u N=u P，求出的u I就是阈值电压，因此得出当u I<-U T，u N<u P，因而uo=+U Z，所以u P=+U T。

u I>+U T，uo=-U Z。

当u I>+U T，u N>u P，因而uo=-U Z，所以u P=-U T。

u I<-U T，uo=+U Z。

可见，uo从+U Z跃变为-U Z和uo从-U Z跃变为+U Z的阈值电压是不同的，电压传输特性如图(b)所示。

在我们所设计的锯齿波发生器中，滞回比较器由运放U1和电阻R1,R3,R4所组成。

通过由稳压管D1,D2和限流电阻R3构成的输出限幅电路，从而输出方波波形。

其中调节电阻R2可改变锯齿波的幅值和一定范围的频率。

调节滞回比较器的稳幅输出D1,D2值，可调整方波输出幅值，可改变积分时间，从而在一定范围内改变锯齿波的频率。

2.积分电路如图所示的积分运算电路中，由于集成运放的同相输入端通过R’接地，u N=u P =0为“虚地”。

电路中电容C的电流等于流过电阻R的电流输出电压与电容上电压的关系为u o=-u c而电容上电压等于其电流的积分，故在求解t1到t2时间段的积分值时式中u o(t1)为积分起始时刻的输出电压，即积分运算的起始值，积分的终值是t2时刻的输出电压。

教你制作+5V直流电源和锯齿波发生器引言电子DIY们，学习制作一个简单的+5V直流电源和锯齿波发生器是非常好的入门基础，本文将详细介绍有关元件的基础知识和具体制作方法。

一．制做+5V直流电源和锯齿波发生器，即由220V交流输入（接变压器输入端），经变压器降至9V（交流），再经整流、滤波、稳压后可获得稳定的+5V直流电压，以为锯齿波发生器电路提供电源。

由NE555构成多谐振荡电路，输出为锯齿波，频率范围：80～800kHz。

电路组成（参考电路）整体电路包括以下几个基本单元：电源电路、恒流源电路、NE555多谐振荡器电路（一）电源电路由交流220V~经变压器降至9V~，再经整流滤波电路和稳压电路，最终得到+5V的直流电压，为振荡器电路提供电源。

降压变压器整流电路滤波电路稳压电路图1 电源电路（二）恒流原电路（1）电路图2 恒流源电路硅：PN结正向压降为0.6～0.7V锗: PN结正向压降为0.2～0.3V（2）原理Vt1构成恒流电路，以保证555获得线性良好的锯齿波。

Rp1改变→Veb改变→使Vt1饱和导通，基极电压是一个恒定值，则基极电流Ib为恒定值。

若Vt1工作在放大区：Ic=βIb若Vt1工作在饱和区：Ic=5v/R1+Rp1当VRp1↑→Vbe↓→Ie↓(≈Ic↓),电容充电速度慢→振荡频率↓（反之变大），因此Rp1是调节振荡频率的电位器。

（三）NE555构成多谐振荡器电路（1）自激多谐振荡器电路图3 自激多谐振荡器上图为用555定时器构成的多谐振荡器的电路图，图中R端接高电平Vcc,Vco(5)连接0.01μF电容，起滤波作用。

将V21（6）和V22（2）连在一起，作为输入端V2，就构成了施密特电路形式，将三极管输出端（7）通过电阻R1接到电源Vcc，三极管就构成集电极开路门反向器的形式，其输出通过R2、C积分电路反馈至输入端Vi，就构成了自激多谐振荡器。

（2）在锯齿波发生器中由NE555构成的多谐振荡器电路图4 由NE555构成的多谐振荡电路开始刚合上电源时，电容C还未充电，Vc为底电平，Vdb为低电平，Td截止，Vcc通过R1、RP1对C充电，Vc逐渐上升↑。

西昌学院工程系课程设计任务书题目：专业班级：姓名：学号：指导教师：锯齿波发生器设计一、设计内容设计一个锯齿波发生器，要求输出波形如下所示：二、主要指标和要求：用一个集成运算放大器和若干电阻、电容构成一周期为20s的锯齿波发生器三、实验元件集成运算放大器、电容、电阻、可调电位器、二极管等。

四、方案选择及电路工作原理上图所示为一个锯齿波发生电路。

图中集成运放A1组成滞回比较器；二极管VD1、VD2和电位器R w，使积分电路的充放电回路分开，故A2组成充放电时间常数不等的积分电路。

调节电位器R w滑动端的位置，使R w1远小于R w2，则电容放电的时间常数将比充电的时间常数小得多，于是放电过程很快，而充电过程很慢，即可得锯齿波。

滞回比较器输出的矩形波加在积分电路的反相输入端，而积分电路输出的锯齿波又接到滞回比较器的同相输入端，控制滞回比较器输出端的状态发生跳变，从而在A2的输出端得到周期性的锯齿波。

运算过程：当忽略二级管VD1、VD2的导通电阻时，电容充电和放电的时间T1和T2以及锯齿波的振荡周期T分别为：T1=2R1R’wC/R2T2=2R1R”wC/R2T=T1+T2=2R1RwC/R2=20（s）五、收获、体会及心得由于电路的复杂性，我们很难一次性将电路功能实现出来，整体一次性连接电路的弊端还体现在无法确定错误出现在那个部分，模块化之后，确保每个模块功能完善的前提下整合出所需要的整体电路，各个模块的功能相对的简单，这样一个过程就将复杂的问题转化为一个一个问题，逐步得到解决。

整个过程中，我的动手能力得到了很大的提高，运用平时我们实验锻炼的实验能力，将整个电路分模块搭接出来，逐步完善功能。

我明白了合理的布局对整个电路连接的重要性，这对我们以后的学习和工作是个极大的借鉴。

最后感谢学院给我提供这次课程设计的条件，感谢老师在我们课程设计工程中给予我们的帮助和指导。

六、参考文献《模拟电子技术基础简明教程》。

电子测量课程设计报告锯齿波发生器学院：班级：学号：姓名：一、实验目的1、设计内容：设计一个锯齿波发生器，要求输出波形如下所示：2、设计要求：①周期要求如上图所示。

②锯齿波峰值大于10V。

二、设计思路和原理1、基本设计思路为了得到上图中所示的锯齿波，首先需要设计一个占空比可调的方波，然后利用电容充放电得到上述所示的锯齿波。

2、方案设计（1）方波发生电路设计：要得到周期5ms的方波，可以选择利用两个与非门和RC构成多谐振荡器，它只能产生占空比为50%周期T约为2.2RC（R1=R2=R，C1=C2=C）如下图所示，通过设置RC参数产生满足条件的方波。

（2）占空比可调的方波发生电路如电路图中所示，第二个与非门输出端通过电阻和电容与第三个与非门的输入端连接，当与非门2输出端为高电平时，通过电阻并联对电容充电，充电时间取决于与非门2高电平的时间，当与非门2输出端跳转为低电平时，电容只通过R1电阻形成放电回路，由于放电回路时间常数R1C1大于充电时间常数（R1∥R5）C1，所以电容放电时间较长，降低到与非门3输入低电平门限电压的时间长，调节R5的值就可以调节电容C1的充电电压，从而改变与非门3输出端跳转时间。

因此通过改变R5的电阻值可以改变电容的充放电时间，从而调节与非门3输出的矩形波的占空比，如下图所示（3）锯齿波发生电路由公式dt t i C t u C C ⎰=)(1)(得， 电容的充电电流为恒值，即可得)(t u C =Kt ，得到线性度非常好的锯齿波, 采用自举电路产生线性度好的锯齿波，在保证线性度非常好的前提下适当调节R 8使锯齿波峰值大于10V 。

第一个三极管基极的输入端为占空比可调的矩形波。

当与非门3输出为低电平时，三极管截止，电源经R6对电容C3充电，取电容上端电压为输出电压；当与非门3输出跳转为高电平时，三极管导通，由于三极管饱和时输出阻抗很小，所以电容放电很快，故形成了很短的扫描回程。

课程设计说明书课程名称：模拟电子技术课程设计题目：多功能锯齿波发生器的设计学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：日期：年月日多功能锯齿波发生器的设计一、设计任务与要求⑴在控制开关的作用下，能实现单周期扫描、间歇扫描、连续扫描和停止扫描控制功能；⑵具有输出幅度调节、直流偏置调节和扫描周期调节功能；⑶输出电压幅度在±10V的范围内可调，线性度优于0．01%；⑷要求主要选用集成运放实现；二．总体方案设计提示锯齿波可用积分器和模拟电压比较器实现，要实现对电路的工作方式控制可以通过电子开关，也可以用手动控制。

电路的总体方案框图如下：三、方案设计与论证本次设计首先采用比较器输出矩形波，通过积分器将波形转换为三角波，如果电容的充放电（正反向积分）时间常数不相等，也就是当积分电路的正向积分时间常数远大于反向积分常数，或者反向积分时间常数远大于正向积分时间常数时，那么输出电压U0上升和下降的斜率就不一样，就可以获得锯齿波。

利用二极管的单向导电性使积分电路两个方向的积分通路相同，就可得到锯齿波发生电路。

再将输出接到同向求和运算电路，就能得到直流偏置的效果。

方案一：锯齿波发生器电路可以由集成函数发生器8038构成方案二：锯齿波发生器电路也可以由555定时芯片构成的自举电路产生方案三：锯齿波可用积分器和模拟电压比较器实现，对电路的工作方式控制可以通过电子开关，也可以用手动控制。

由于题目的要求，本设计采用的是集成运放构成的电路。

四、单元电路设计与参数计算1、器件与单元电路的介绍（一）集成运算放大器图1是集成运放的符号图，1、2端是信号输入端，3、4是工作电压端，5是输出端，在实际中还有调零端，频率补偿端和偏置端等辅助端。

集成运算放大器的输入级通常由差分放大电路组成，因此一般具有两个输入端以及一个输出端。

图中标有“+”号的是同相输入端，标有“-”号的是反相输入端，当信号从同相端输入时，输出信号和输入信号同相，反之则反相。

锯齿波发生器课程设计实验报告一、设计条件1．可选元件（或自备元件）：运放： 若干三极管： 若干电阻、电容、电位器： 若干2．可用仪器：万用表，示波器，毫伏表，信号发生器，直流稳压源二、设计任务及要求1．设计任务根据技术要求和已知条件，完成对锯齿波发生器的设计、装配与调试。

2．设计要求（1）频率范围： 2000Hz幅值范围： ±6V上升边占总周期的3/4；下降边占总周期的1/4（2）选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。

计算电路元件参数，选择元件，画出总体电路原理图，阐述基本原理。

（用Proteus 完成仿真）（3）安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。

三、实验目的控制旋钮 锯齿波 发生电路 可调 放大（1）掌握集成运算放大器的使用方法。

（2）掌握用运算放大器构成锯齿波发生器的设计方法。

四、设计原理锯齿波发生器主要有迟滞比较器和RC 充放电电路组成。

比较器属于信号处理的一种，他的作用是将输入信号的电平进行比较，然后把比较的结果输出。

实验采用的迟滞比较器的特点是：单输入增大及减少时，两种情况下的门限电压不相等，传输特性呈现出“滞回”曲线的形状。

根据交流电变成直流电的原理，该设计问题按先后顺序可分为锯齿波发生器（比较器、积分器）、可调放大电路、直流偏置（同向求和）电路，其流程图如图1所示。

由运放N1组成的电路是滞回特性比较器，输出矩形波，运放N2组成一个积分器，输出锯齿波。

工作原理分析：运放N1组成的滞回特性比较器输出u01不是+UZ 就是-UZ 。

比较器是在运算放大器同相 积分器可调放大电路 偏置电路 输出uo输入端的电压0时翻转的，同相输入端的电压比0略大就输出+UZ，否则就输出-UZ。

比较器的输入电压就是积分器的输出电压u02，设比较器初始时输出电压为+UZ，积分器在输入正电压作用下，二极管V2导通，积分器通过电阻R4对电容充电，运放N2输出线性下降的负电压，待输出电压u02达到翻转电压U’’时，比较器输出翻转，u01输出负电压-UZ。

模拟电子技术基础课程设计(论文) 幅度频率可调的锯齿波发生器院（系）名称电子与信息工程学院专业班级电子信息工程学号学生姓名指导教师起止时间：2015.7.6—2015.7.19课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息工程摘要随着电子技术的发展和测试用信号源的广泛应用，锯齿波和正弦波、方波、三角波作为常用的基本测试信号，锯齿波电路作为时基电路已在仪器仪表中得到广泛应用。

在示波器观测到被测信号的波形，需要在水平偏转板加上锯齿波电压，使电子束沿水平方向均匀扫过荧光屏；电视机荧光屏行场扫描也需要锯齿波电压信号进行扫描控制。

因此锯齿波信号产生电路具有广泛的应用意义。

本次设计的幅度频率可调的锯齿波发生器，该锯齿波产生电路以集成运算放大器LM324为主要器件，构成迟滞电压比较器和充放电时间常数不等的积分器，实现幅度频率可调的锯齿波发生器。

并设计电路所需的直流稳压电源。

通过可变电阻阻值的改变，使幅度、频率均可在设计范围内连续可调，以满足不同的电子设备对不同参数的锯齿波信号的要求。

本系统采用Multisim仿真软件进行仿真测试。

在保证功能的前提下控制器件成本。

采用单面印制电路板对整体电路进行合理的布线，并进行焊接与调试。

各输出信号均达到设计要求且稳定工作。

关键词：锯齿波；迟滞电压比较器；充放电；积分器目录第1章绪论 (1)1.1 锯齿波发生器的发展概况 (1)1.2本文研究内容 (1)第2章锯齿波发生器总体设计方案 (1)2.1 锯齿波发生器设计方案论证 (1)2.2总体设计方案框图及分析 (1)第3章锯齿波发生器单元电路设计 (2)3.1锯齿波发生器具体电路设计 (2)3.1.1 直流稳压电源电路设计 (2)3.1.2 同相输入迟滞电压比较器电路设计 (2)3.1.3 充放电时间常数不等的积分器电路设计 (4)3.2 元器件型号选择 (5)3.3 参数计算 (6)3.4 锯齿波发生器总体电路图 (7)第4章锯齿波发生器电路仿真与调试 (8)4.1 Multisim仿真与调试 (8)4.2 仿真结果分析 (10)第5章锯齿波发生器实物制作 (11)5.1 锯齿波发生器电路焊接 (11)5.2锯齿波发生器电路作品 (11)第6章作品测试与数据分析 (13)第7章总结 (15)参考文献 (16)附录I (17)附录II (18)第1章绪论1.1 锯齿波发生器的发展概况随着电子技术的快速发展，电子产品的功能日益强大，与人们日常生活的联系日益紧密。