三角波、方波、正弦波发生电路之令狐文艳创作

模拟电子技术课程设计报告一、设计课题：设计正弦波-方波-三角波产生电路，满足以下要求：(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%二、课程设计目的：（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）学会撰写课程设计报告；（6）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风。

.三、电路方案与系统、参数设计（1）电路系统设计及功能框图设计要求为实现正弦波-方波-三角波之间的转换。

正弦波可以通过文氏桥RC振荡电路产生。

正弦波通过滞回比较器可以转换成方波，方波通过一个积分电路可以转换成三角波，三角波的幅值要求可调。

各个芯片的电源可用±12V直流电源提供。

（2）单元电路设计 1.正弦波发生器实验原理常见的RC 正弦波振荡电路是RC 串并联式正弦波振荡电路，它又被称为文氏桥正弦波振荡电路。

串并联网络在此作为选频和反馈网络。

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。

正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。

接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。

振荡频率与起振条件 1）振荡频率:012f RC =π 2）起振条件:当f = f0 时， 31=F 由振荡条件知：1AF >,所以起振条件为：3>A同相比例运放的电压放大倍数为：F41u R A R =+,即要F42R R >正弦波产生电路一般包括：放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅电路个部分。

2．方波、三角波、正弦波发生器方案2.1 方案一原理框图图1 方波、三角波、正弦波、信号发生器的原理框图首先由555定时器组成的多谐振荡器产生方波，然后由积分电路将方波转化为三角波，最后用低通滤波器将方波转化为正弦波，但这样的输出将造成负载的输出正弦波波形变形，因为负载的变动将拉动波形的崎变。

2.2方案二原理框图图2 正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图RC 正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法，电路框图如上。

先通过RC 正弦波振荡电路产生正弦波，再通过电压比较器产生方波，最后通过积分电路形成三角波。

此电路具有良好的正弦波和方波信号。

但经过积分器电路产生的同步三角波信号，存在难度。

原因是积分器电路的积分时间常数是不变的，而随着方波信号频率的改变，积分电路输出的三角波幅度同时改变。

若要保持三角波幅度不变，需同时改变积分时间常数的大小。

2.3函数发生器的选择方案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本理论及实验调试技术，本课题未采用单片函数发生器模块8038。

方案一的电路结构、思路简单，运行时性能稳定且能较好的符合设计要求，且成本低廉、调整方便，关于输出正弦波波形的变形，可以通过可变电阻的调节来调整。

而方案二，关于三角波的缺陷，不是能很好的处理，且波形质量不太理想，且频率调节不如方案一简单方便。

综上所述，我们选择方案一。

3．各组成部分的工作原理3.1方波发生电路的工作原理图3 由555定时器组成的多谐振荡器利用555与外围元件构成多谐振荡器，来产生方波的原理。

用555定时器组成的多谐振荡器如图3所示。

接通电源后，电容C2被充电，当电容C2上端电压Vc升到2Vcc/3时使555第3脚V0为低电平，同时555内放电三极管T导通，此时电容C2通过R3、Rp放电，Vc下降。

[指南]正弦波、方波、三角波发生电路一、设计目的及要求:1.1、设计目的:(1).掌握波形产生电路的设计、组装和调试的方法; (2).熟悉集成电路:集成运算放大器LM324，并掌握其工作原理。

1.2、设计要求:(1)设计波形产生电路。

(2)信号频率范围:100Hz——1000Hz。

(3)信号波形:正弦波。

二、实验方案:方案一:为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。

但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。

如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。

反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。

为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。

选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。

正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。

正弦波发生电路的组成:放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路。

产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似。

只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端，产生了足够的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈。

在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信号，无所谓附加相移。

(a)负反馈放大电路 (b)正反馈振荡电路图1 振荡器的方框图比较图1(a) 和 (b)就可以明显地看出负反馈放大电路和正反馈振荡电路的区别了。

由于，，，,振荡电路的输入信号=0，所以=。

由于正、负号的改变，正反馈的放大倍数为:XXXiif，.A，，，式中是放大电路的放大倍数，F是反馈网络的放大倍数。

A,Af，，1,AF..振荡条件: AF,1..幅度平衡条件:,,=1 AF相位平衡条件:,= ,+,= ,2n, AF AF..振荡器在刚刚起振时，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一些，即要求|AF|,1..这称为起振条件。

目录1 课程设计的目的与作用 (1)2 设计任务及所用multisim软件环境介绍 (1)2.1设计任务 (1)2.2所用multisim软件环境介绍 (1)2.2.1 Multistim 10简介 (1)2.2.2 Multistim 10主页面 (2)2.2.3 Multistim 10元器件库 (2)2.2.4 Multistim 10虚拟仪器 (3)2.2.5 Multistim 10分析工具 (3)3 电路模型的建立 (3)3.1原理分析 (3)3.2函数信号发生器各单元电路的设计 (5)3.2.1方波产生电路图 (5)3.2.2方波—三角波转换电路图 (5)3.2.3正弦波电路图 (6)3.2.4方波-三角波-正弦波函数发生器整体电路图 (6)4 理论分析及计算 (7)4.1方波发生电路 (7)4.2方波—三角波 (7)4.3正弦波 (7)5 仿真结果分析 (8)5.1仿真结果 (8)5.1.1方波、三角波产生电路的仿真波形如图所示 (8)5.1.2方波—三角波转换电路的仿真 (10)5.1.3三角波—正弦波转换电路仿真 (11)5.1.4方波—三角波—正弦波转换电路仿真 (12)5.2结果分析 (13)6 设计总结和体会 (133)7 参考文献 (144)I1 课程设计的目的与作用1．巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。

2．培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。

通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。

3．通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件;初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

4．了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。

5．培养严肃、认真的工作作风和科学态度2 设计任务及所用multisim软件环境介绍2.1 设计任务设计能产生方波、三角波、正弦波的函数信号发生器电路1）输出各种波形工作频率范围：10—100Hz,100—1KHz,1K—10KHz。

方波三角波正弦波函数发生器的设计
设计方波、三角波、正弦波函数发生器需要经过以下步骤：
首先，设计电路图。

其主要由单稳态触发器、行波触发器、电源部分和振荡放大部分组成，使用的主要器件有电阻、电容、三极管和二极管。

其次，具体元器件的参数选择。

为了保证输出波形的稳定性，应该选择具有良好温度稳定性和频率稳定性的元器件，同时考虑到制作成本和实际应用要求，选择适合的元器件。

第三，制作电路板。

在选择好元器件之后，需要合理布局电路，将元器件焊接到电路板上。

为保证电路的稳定性和可靠性，电路板应该选用高质量的绝缘材料，并进行严格的质量控制。

然后，对电路进行调试和测试。

初始调试时，需要使用示波器和电压表等测试仪器，调整电路参数，使其达到预期的性能要求。

在测试中，应注意观察波形的稳定性、频率、峰值、偏移量等参数，对异常情况进行分析和处理。

最后，进行封装和安装。

根据实际应用环境和要求，选择合适的封装方式和安装位置。

考虑到散热和防护问题，需要选择具有良好散热性能和防护性能的封装材料，并进行严格的防护处理。

综上所述，设计方波、三角波、正弦波函数发生器是一项既需要严谨的理论知识，又需要熟练的实践技能和深入的电路分析能力的工作，这需要设计者具有深厚的电子技术基础和丰富的实践经验。

正弦波、方波、三角波发生电路一、设计目的及要求：1.1、设计目的：（1）.掌握波形产生电路的设计、组装和调试的方法；（2）.熟悉集成电路：集成运算放大器LM324，并掌握其工作原理。

1.2、设计要求：（1）设计波形产生电路。

（2）信号频率范围：100Hz——1000Hz。

（3）信号波形：正弦波。

二、实验方案：方案一：为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。

但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。

如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。

反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。

为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。

选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。

正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。

正弦波发生电路的组成：放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路。

产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似。

只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端，产生了足够的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈。

在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信号，无所谓附加相移。

(a)负反馈放大电路(b)正反馈振荡电路图1 振荡器的方框图比较图1(a) 和(b)就可以明显地看出负反馈放大电路和正反馈振荡电路的区别了。

由于??=X?。

由于正、负号的改变，正反馈的放大倍数为：?=0，所以X振荡电路的输入信号Xiif??Af.?A?，式中A是放大电路的放大倍数，F是反馈网络的放大倍数。

1?AF..振荡条件：AF?1..幅度平衡条件：?AF?=1相位平衡条件：?AF = ?A+?F = ?2n?..振荡器在刚刚起振时，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一些，即要求|AF|?1..这称为起振条件。

正弦波﹑方波﹑三角波的发生电路设计摘要现今世界中电子技术与电子产品的应用越加广泛，人们对电子技术的要求也越来越高。

因此如何根据实际要求设计出简便实用的电子技术物品便显得尤为重要。

灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。

能将简单的易获取的信号转换为自己所需的复杂信号是一项必不可少的技术。

我们有必要做好这相关方面的研究，为被测电路提供所需要的信号及各种波形，以便完成各种相关试验。

信号源在各种试验应用和实验测试处理中，仿真各种测试信号，提供给被测电路，用来满足实验的各种要求。

关键词：单片机，信号发生器，波形ABSTRACT：The application of electronic technology and electronic products in today's world increasingly extensive, people also more and more high to the requirement of electronic technology. According to actual requirements so how to design simple and practical electronic technology items, it becomes very important. Flexible, fast, choose different characteristics of the signal source is worth studying deeply the modern measuring technology. Can be simple, easy to obtain signal can be converted into their complex signal is an essential technology. It is necessary for us to do the related research, to provide the required signal circuit under test and various waveform, to complete various related experiment. Signal source in various test application and test processing, simulation of testing signal, provided to the circuit under test, to satisfy the requirements of the experiments.KEY WORDS:Microcontroller, signal generator, waveform毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

令狐文艳课程设计报告（论文）设计名称：单片机技术课程设计设计地点：单片机实验室（教7209）班级： B09221姓名：学号：指导教师：完成时间： 2012 年 4 月 18 日课程设计任务书指导教师：教研室主任：年月日一、概述1、设计目的①了解单片机系统中实现D/A(数字、模拟)转换的原理及方法②详细了解D/A转换芯片0832的性能及编程方法③了解单片机系统中扩展D/A转换的基本原理，了解单片机如何尽行数据采集④掌握DAC0832，AT89C51输入/输出接口电路设计方法⑤掌握DAC0832转换实现的程序设计方法⑥掌握WAVE 软件的操作，掌握单片机程序设计的流程2、设计要求①正弦波频率范围：1HZ～100HZ，100HZ～1000HZ②频率步进值：1HZ～100HZ档步进是10HZ，100HZ～1000HZ档步进是100HZ③输出电压：1～5V幅值可调（1V步进）④具有显示输出波形频率和幅度的功能⑤显示位数：6位⑥键盘设置频率值二、方案设计与论证（设计思路、题目分析、解决方法）1．编程语言的选择进行单片机开发，既可以用C语言，也可以用汇编语言。

在本设计中选择合适的语言进行设计很重要。

汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言。

其主要优点是占用资源少，执行效率高。

但是不同的CPU，其汇编语言可能有所差异，所以不易移植。

C语言是一种结构化的高级语言。

其优点是可读性好，移植容易，是一种普遍使用的计算机语言，缺点是占用资源较多，没有汇编语言执行效率高。

对于目前普遍使用RISC架构的8位单片机来说，其内部ROM、 RAM、STACK等资源有限，如果使用C语言编写，一条C语言编译后就会变成很多机器码,很容易出现ROM空间不够、堆栈溢出等问题。

而汇编语言，一条指令就对应一条机器码，每一步的执行动作都很清楚，并且程序大小和堆栈条用情况都容易控制，调试起来也比较方便。

就正弦波发生器设计而言，对程序指令执行的精度、时间要求比较严格，因此本次设计采用汇编语言进行编程较为合理。

正弦波﹑方波﹑三角波的发生电路设计摘要现今世界中电子技术与电子产品的应用越加广泛，人们对电子技术的要求也越来越高。

因此如何根据实际要求设计出简便实用的电子技术物品便显得尤为重要。

灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。

能将简单的易获取的信号转换为自己所需的复杂信号是一项必不可少的技术。

我们有必要做好这相关方面的研究，为被测电路提供所需要的信号及各种波形，以便完成各种相关试验。

信号源在各种试验应用和实验测试处理中，仿真各种测试信号，提供给被测电路，用来满足实验的各种要求。

关键词：单片机，信号发生器，波形ABSTRACT：The application of electronic technology and electronic products in today's world increasingly extensive, people also more and more high to the requirement of electronic technology. According to actual requirements so how to design simple and practical electronic technology items, it becomes very important. Flexible, fast, choose different characteristics of the signal source is worth studying deeply the modern measuring technology. Can be simple, easy to obtain signal can be converted into their complex signal is an essential technology. It is necessary for us to do the related research, to provide the required signal circuit under test and various waveform, to complete various related experiment. Signal source in various test application and test processing, simulation of testing signal, provided to the circuit under test, to satisfy the requirements of the experiments.KEY WORDS:Microcontroller, signal generator, waveform目录第一章前言 (5)1.1 课题研究背景 (5)1.2 波形介绍 (5)1.2.1正弦波 (5)1.2.2三角波 (6)1.2.3方波 (6)1.3硬件介绍 (7)1.3.1 AT89C51单片机 (7)1.3.2 DAC0832转换器 (7)第二章发生电路设计原理 (9)2.1功能和基本原理 (9)2.2红外电路 (9)2.3复位电路 (10)2.4LCD显示部分电路 (10)2.5电源部分 (11)2.6外部时钟电路 (11)2.7显示接口电路 (11)2.8独立按键部分 (12)2.9波形转换电路 (12)2.10串口通信模块 (13)第三章软件设计 (15)3.2 键盘中断子程序 (21)3.3系统初始化子程序 (21)第四章系统仿真 (22)4.1仿真电路图 (22)4.2输出波形图 (22)4.2.1、测量仪器及测试说明 (22)4.2.2测试过程 (22)4.2.3、测试结果 (24)第五章结束语 (25)参考文献 (26)附录 (27)致谢 (28)第一章前言1.1 课题研究背景函数信号发生器是一种常用信号源。

方波—三角波—正弦波函数发生器设计报告一、设计题目：方波—三角波—正弦波函数发生器二、设计目的：掌握方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法与测试技术，了解集成运算放大器与晶体管差分放大器组成的函数发生器的工作原理与设计方法。

学会安装与调试由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。

三、设计内容：设计并制作一个简易函数发生器，要求如下：1、输出波形：方波、三角波、正弦；2、频率范围：1Hz~10Hz，10Hz~100Hz；3、输出电压：方波V<=24v,三角波V<=8v,正弦V>1v.四、设计原理：1．函数发生器总方案及原理框图1.1 原理框图1.2 函数发生器的总方案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方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。

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。

特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。

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。

2、电路的参数选择及计算 1.方波-三角波中电容C1变化实物连线中，我们一开始很长时间出不来波形，后来将C1从10uf （理论时可出来波形）换成0.1uf 时，顺利得出波形。

实际上，分析一下便知当C1=10uf 时，频率很低，不容易在实际电路中实现。

2.三角波—正弦波部分比较器A1与积分器A2的元件计算如下。

即 223141123O m CC U R R RP V ===+取 210R K =Ω，则3130R RP K +=Ω，取320R K =Ω ，RP1为47K Ω的点位器。

区平衡电阻1231//()10R R R RP K =+≈Ω 由式即3141224R RP R RP R C ++=+当110Z H f Z ≤≤H 时，取210C F μ=，则42(75~7.5)R RP k +=Ω，取4 5.1R k =Ω，为100K Ω电位器。

目录令狐文艳1 函数发生器的总方案及原理框图 (1)1.1 电路设计原理框图 (1)1.2 电路设计方案设计 (1)2设计的目的及任务 (2)2.1 课程设计的目的 (2)2.2 课程设计的任务与要求 (2)2.3 课程设计的技术指标 (2)3 各部分电路设计 (3)3.1 方波发生电路的工作原理 (3)3.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (3)3.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (6)3.4电路的参数选择及计算 (8)3.5 总电路图 (10)4 电路仿真 (11)4.1 方波---三角波发生电路的仿真 (11)4.2 三角波---正弦波转换电路的仿真 (12)5电路的安装与调试 (13)5.1 方波---三角波发生电路的安装与调试 (13)5.2 三角波---正弦波转换电路的安装与调试 (13)5.3 总电路的安装与调试 (13)5.4 电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法 (13)6电路的实验结果 (14)6.1 方波---三角波发生电路的实验结果 (14)6.2 三角波---正弦波转换电路的实验结果 (14)6.3 实测电路波形、误差分析及改进方法 (15)7 实验总结 (17)8 仪器仪表明细清单 (18)9 参考文献 (19)1．函数发生器总方案及原理框图1.1 原理框图1.2 函数发生器的总方案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本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦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。

课程设计说明书欧阳歌谷（2021.02.01）课程设计名称：模拟电子技术课程设计题目：方波-三角波-正弦波波函数转换器的设计学院名称：信息工程学院专业：电子信息科学与技术班级：100431学号：10043102 姓名：评分：教师：20 12 年 4 月 3 日模拟电子技术课程设计任务书20 11 －20 12年第二学期第一周至第二周摘要信号发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。

常用超低频信号发生器的输出只有几个固定的波形，不能更改。

本设计将介绍由集成运算放大器组成的方波-----三角波----正弦波函数发生器的设计方法，了解多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点，进一步掌握波形参数的测试方法。

制作这种低函数信号发生器成本较低，适合学生学习电子技术测量使用。

制作时只需要个别的外部元件就能产生从1—10HZ，10—100HZ的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。

输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。

其中比较器与积分电路和反馈网络（含有电容元器件）组成振荡器，其中比较器产生的方波通过积分电路变换成了三角波，电容的充，放电时间决定了三角波的频率。

最后利用差分放大器传输特性曲线的非线性特点将三角波转换成正弦波。

通过介绍一种电路的连接，实现函数发生器的基本功能。

将其接入电源，并通过在显示器上观察波形及数据，得到结果。

电压比较器实现方波的输出，又连接积分器得到三角波，并通过三角波-正弦波转换电路看到正弦波，得到想要的信号。

NI Multisim 软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能过快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。

凭借NI Multisim ，你可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用0工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。

本设计就是利用Multisim软件进行电路图的绘制并进行仿真。

关键词：KIA324P、电源、波形、比较器、积分器、转换器电路、Multisim、网络、函数发生器的设计目录第一章设计任务1.1设计任务1.2设计要求第二章函数转换器的系统组成2.1原理框图2.2原理分析2.3放大器功能及管脚图第三章系统中各模块设计3.1方波-三角波3.2三角波-正弦波转换电路第四章电路调试4.1安装方波——三角波产生电路4.2调试方波——三角波产生电路4.2调试方波——三角波产生电路第五章系统调试5.1调试工具5.2调试结果六结论及心得体会七参考文献附表：1元器件清单2电路图3仿真图一、设计任务1.1 任务设计制作一个产生方波-三角波-正弦波波函数转换器1.2 要求①输出波形频率范围为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。

1.设计题目:波形发生电路2.令狐文艳3.设计任务和要求:要求：设计并用分立元件和集成运算放大器制作能产生方波和三角波波形的波形发生器。

基本指标：输出频率分别为：102H Z、103H Z；输出电压峰峰值V PP≥20V4.整体电路设计1）信号发生器:信号发生器又称信号源或振荡器。

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

各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波。

通过模拟电子技术设计的波形发生器是一个不需要外加输入信号，靠自身振荡产生信号的电路。

2）电路设计：整体电路由RC振荡电路，反相输入的滞回比较器和积分电路组成。

理由：a）矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；b）产生振荡，就是要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈；c）输出状态应按一定的时间间隔交替变化，即产生周期性变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。

RC振荡电路：即作为延迟环节，又作为反馈电路，通过RC充放电实现输出状态的自动转换。

反相输入的滞回比较器：矩形波产生的重要组成部分。

积分电路：将方波变为三角波。

3）整体电路框图：为实现方波，三角波的输出,先通过 RC振荡电路，反相输入的滞回比较器得到方波，方波的输出，是三角波的输入信号。

三角波进入积分电路，得出的波形为所求的三角波。

其电路的整体电路框图如图1所示：根据本实验的设计电路产生振荡，通过RC电路和滞回比较器时将产生幅值约为12V的方波，因为稳压管选择1N4742A（约12V）。

电压比较电路用于比较模拟输入电压与设定参考电压的大小关系，比较的结果决定输出是高电平还是低电平。

滞回比较器主要用来将信号与零电位进行比较，以决定输出电压。

图3为一种滞回电压比较器电路，双稳压管用于输出电压限幅，R3起限流作用，R2和R1构成正反馈，运算放大器当u p>u n时工作在正饱和区，而当u n>u p时工作在负饱和区。

正弦波、方波、三角波发生电路一、设计目的及要求：1.1、设计目的：（1）.掌握波形产生电路的设计、组装和调试的方法；（2）.熟悉集成电路：集成运算放大器LM324，并掌握其工作原理。

1.2、设计要求：（1）设计波形产生电路。

（2）信号频率范围：100Hz——1000Hz。

（3）信号波形：正弦波。

二、实验方案：方案一：为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。

但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。

如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。

反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。

为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。

选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。

正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。

正弦波发生电路的组成：放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路。

产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似。

只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端，产生了足够的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈。

在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信号，无所谓附加相移。

(a)负反馈放大电路(b)正反馈振荡电路图1 振荡器的方框图比较图1(a) 和(b)就可以明显地看出负反馈放大电路和正反馈振荡电路的区别了。

由于??=X?。

由于正、负号的改变，正反馈的放大倍数为：?=0，所以X振荡电路的输入信号Xiif??Af.?A?，式中A是放大电路的放大倍数，F是反馈网络的放大倍数。

1?AF..振荡条件：AF?1..幅度平衡条件：?AF?=1相位平衡条件：?AF = ?A+?F = ?2n?..振荡器在刚刚起振时，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一些，即要求|AF|?1..这称为起振条件。

波形发生器的设计摘要：本设计基于LM324D的芯片，利用电压比较器和积分器设计了一个三角波-方波发生器，再利用二极管网络变换电路把三角波转化为正弦波。

在增益部分利用了T型网路芯片DAC0832来实现增益可调部分，最后，我们采用了TP1301DCDC芯片和集成开关型稳压器AIC1563，实现DCDC转换，能够升压和改变输出电压的正负值。

关键词：二极管网络变换电路；T型网路芯片；DCDC一．方案论证与比较方案一：采用文氏电桥振荡器产生正弦波，并且采用由电阻网络和运算放大器构成的D/A转换器对最后的输出进行放大。

文氏电桥振荡器的优点是：不仅振荡较稳定，波形良好，带负载能力强，输出电压失真小。

而且电阻网路只需要7个阻值不同的电阻就能实现128种不同倍率的增益变换。

但是文氏电桥振荡的频率取决于R和C，C要是太小，频率就和放大环节有关了，所以电路的频率不能太高，而且，我们在实际仿真中，遇到了这样的一个问题：尽管文氏电桥振荡器输出的波形较好，但是我们在对其进行频率调节的时候，遇到了困难，就是发现频率很难调到想要的数值，稍微改变一下R，频率的变动幅度就非常大，而且电阻网络里面的电阻，最大电阻阻值是最小电阻阻值的128倍，而且对这些电阻的精度要求比较高。

如果这样的话，从工艺上实现起来是很困难的。

方案二：根据题目的要求，我们决定采用方案二，即采用电压比较器加积分器，产生三角波和方波,即由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波。

再用二极管网络变换电路把三角波转换为正弦波。

电压增益部分则用T型网路芯片DAC0832代替了电阻网络来实现增益可调部分。

T型网路芯片由于只用了2种阻值不同的电阻，使得误差大大减少。

二、系统原理框图图1三、主要电路的理论分析与设计1、5V 电源电路（原理图略）设计制作5V 电源。

2、方波和三角波输出部分。

基于电压比较器加积分器的三角波方波发生器方波和三角波产生原理图如图2：图2方波与三角波发生器由电压比较器加积分器组成。

一、设计目的及要求:1.1、设计目的：（1）.掌握波形产生电路的设计、组装和调试的方法：（2）.熟悉集成电路：集成运算放大器LM324,并掌握苴工作原理。

1.2、设计要求：（1）设计波形产生电路。

（2）信号频率范由：100Hz——lOOOHz.（3）信号波形：正弦波。

二、实验方案:方案一：为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。

但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。

如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。

反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。

为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。

选频网络由/?、C和厶、C等电抗性元件组成。

正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。

正弦波发生电路的组成：放大电路、止反馈网络、选频网络、稳幅电路。

产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似。

只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端，产生了足够的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈。

在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信号，无所谓附加相移。

图1振荡器的方框图比较图1（a）和（b）就可以明显地看出负反馈放大电路和正反馈振荡电路的区别了。

由于振荡电路的输入信号Xj=O,所以X：= X“由于正、负号的改变，正反馈的放大倍数为:（a）负反馈放大电路（b）正反馈振荡电路. A -A =—^―,式中A是放大电路的放大倍数，F是反馈网络的放大倍数。

\-AF振荡条件：AF = \幅度平衡条件：|AF|=1相位平衡条件:卩AF =0A+彌=±2nK振荡器在刚刚起振时，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一些，即要求IAFI>1这称为起振条件。

既然IAFI>1,起振后就要产生增幅振荡，需要靠三极管大信号运用时的非线性特性去限制幅度的增加，这样电路必然产生失真。

三角波发生器设计令狐文艳制作人：朱立超西安建筑科技大学一、工作原理：1.基本原理图：2.工作原理：1)如图1，三角波发生器电路，有两部分组成。

其中集成运放A1组成滞回比较器，A2组成积分电路。

滞回比较器可以产生稳定的方波信号，再通过积分电路积分产生所需要的三角波。

由积分电路231(z)dtTUR C--⎰可知积分电路输出电压同u o1反向。

设t=0时积分电路电容上的初始电压为零，而滞回比较器输出端u o1=+Uz。

又有电路图可以看出，两级电路分别都引入了反馈， A1同相输入端的电压up1同时与u o1和u o 有关，根据叠加定理可得121o1o1212u u u pR RR R R R=+++由积分回路同向和反向输入端“虚短”“虚断”up2= un2=0,从而可知uo =up2.由于t0时电容两端电压为了图1 三角波发生电路图零，所以 u o=0，而u01=+Uz，故up1也为正。

而当u o1=+Uz 时，经反向积分，输出电压u o将随着时间往负方向线性增长，则up1将随之逐渐减小，当减小至up1=un1=0时，滞回比较器的输出端电压发生跳变，使u o1由+Uz跳变为-Uz，此时up1也将跳变成为一个负值。

当u o1=-Uz时，积分电路的输出电压u o将随着时间往正方向线性增长，up1将又逐渐增大，当增大至up1= un1=0时，滞回比较器的输出端再次发生跳变，u01由-Uz跳变为+Uz。

如此重复上述过程，于是滞回比较器的输出电压u01成为周而复始的矩形波，从而积分电路的输出电压u o也成为周期性重复的三角波。

滞回比较器和积分电路特性：2)输出幅度：在u o1=-Uz期间，积分电路的输出电压u o往正方向线性增长，此时up1也随着增长，当增长至up1= un1=0时，滞回比较器的输出电压u o1发生跳变，而发生跳变时的u o值即是三角波的最大值Uom。

将条件u o1=-Uz，u+=0和u o=Uom代入上式，可得om)(212211URRRUzRRR++-+=可解得三角波的输出幅度为z21omURRU=3）周期频率：图3 电路的波形图图2 电压输出特性在积分电路对u o1=-Uz 进行积分的半个振荡周期内，输出电压u o 由-Uom 上升至+Uom ，则对积分电路可列出一下表达式：⎰=--203om 2dt )z (1TU U C R 即om22z 3U T C R U =⋅ 所以三角波的振荡周期为23134z om 4R C R R U CU R T ==三角波震荡频率： 三角波的输出幅度与稳压管的Uz 以及电阻值之比R 1/R 2成正比。