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方波-三角波-正弦波函数发生器设计(总21页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-课程设计任务书学生姓名：专业班级：通信指导教师：工作单位：信息工程学院题目:方波-三角波-正弦波函数发生器设计初始条件：电位器，电容，三极管9013，面包板，其他电阻，基本门电路若干。
要求完成的主要任务:（1）设计组装调试函数发生器；（2）输出波形：方波三角波正弦波；（3）频率范围：在10-10000Hz范围内可调；（4）输出电压：方波Up-p ≦24v,三角波Up-p=8v，正弦波Up-p>1v。
参考书：（1）谢自美主编《电子线路设计，实验，测试》华中科技大学出版社（2）梁宗善主编《电子技术基础课程设计》华中理工大学出版社（3）崔瑞雪张增良主编《电子技术动手实践》北京航空航天大学出版社（4）陈先荣主编《电子技术实验基础》国防工业出版社（5）汪学典主编《电子技术基础实验》华中科技大学出版社时间安排：1 老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料；2、课程设计时间为1周。
（1）确定技术方案、电路，并进行分析计算，时间1天；（2）仿真设计与分析，时间2天；（3）总结结果，写出课程设计报告，时间2天。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (4)Abstract (5)1 函数发生器的总方案及原理框图 (6)函数发生器的总方案 (6)函数发生器的原理框图 (6)2设计的目的及任务 (7)课程设计的目的 (7)课程设计的任务与要求 (7)课程设计的技术指标 (7)课程设计时间安排 (7)3各部分电路设计 (8)方波发生电路的工作原理 (8)运放741工作原理与电路图 (8)方波---三角波转换电路的工作原理 (9)三角波---正弦波转换电路的工作原理 (12)电路的参数选择及计算 (14)总电路图 (16)4电路仿真 (17)方波---三角波发生电路的仿真 (17)三角波---正弦波转换电路的仿真 (18)5电路的实验结果 (19)方波---三角波发生电路的实验结果 (19)三角波---正弦波转换电路的实验结果 (19)6 实验总结 (20)7参考文献 (21)8仪器仪表明细清单 (22)摘要本文通过介绍一种电路的连接，实现函数发生器的基本功能。
模拟电路课程设计报告课题名称：设计制作一个产生方波－三角波－正弦波函数转换器。
姓名：学号：45专业班级：电信指导老师：设计时间: 1月3号设计制作一个产生方波－三角波－正弦波函数转换器（一）设计任务和要求① 输出波形频率范围为0.2KHz~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 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V ）（二）函数发生器的方案(一)：直流电源（将220V 的交流电变成+12V 和-12V 的直流电） 直流电源的组成及各部分的作用:1. 直流电源发生电路图如下所示:电网电压电源 变压器整流电路滤波电路稳压电路负载（二）函数发生器方案一：如下图所示：U1UA741CD3247651U2UA741CD 3247651R120kΩR210kΩKey=A50%R310kΩKey=A 50%R420kΩKey=A 50%1D11N5226B D21N5226B VCC 12V VCC3R510kΩKey=A 50%GND6GNDGND VDD-12V VDDC1220nF GNDGNDVCC 12V VDD-12V VDDVCC5GND 2C2470nF C3470nF R6100kΩKey=A 50%R710kΩR810kΩR910kΩR10100Ω8GNDGND9Q12N2218Q22N2218Q32N2218Q42N221810GNDGND 11R11100ΩKey=A 50%121316R1210kΩR1310kΩR1410kΩR1510kΩ17181519GND GND GNDGND C4470nFC51uF 14GND GNDVCC 12V VCC VDD-12VVDDXSC1ABCDGT 4720GNDGND图(1)电压（滞回）比较器积分运算电路 差分放大电路方案二：如下图所示：图(2) 方案三：如下图所示：电压（滞回）比较器积分运算电路二阶低通滤波电路电压（滞回）比较器积分运算电路 利用折线法图(3)方案讨论：（我选择第三种方案）制作一个函数发生器（方波-三角波-正弦波的转换），由电压比较器可以产生方波，方波通过积分可以产生三角波，对于三角波产生正弦波的方法较多。
模拟电子技术课程设计任务书适用专业：测控专业设计周期：一周一、设计题目：波形发生器的设计产生正弦波－方波－三角波函数转换器二、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电路指标的测试方法。
三、设计要求及主要电路指标设计要求：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。
主要电路指标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。
正文一、方案论证与比较1.1 方案提出方案一：由2M晶振产生的信号，经8253分频后，产生100Hz的方波信号。
由锁相环CD4046和8253进 行N分频，输出信号送入正弦波产生电路和三角波产生电路，其中正弦波采用查表方式产 生。
计数器的输出作为地址信号，并将存储器2817的波形数据读出，送DAC0832进行D/A 转换，输出各种电压波形，并经过组合，可以得到各种波形。
输出信号的幅度由0852进 行调节。
系统显示界面采用16字x1行液晶，信号参数由4x4位键盘输入，用户设置信息的 存储由24C01完成。
方案二：采用我们所熟悉的RC桥式正弦波振荡电路，输出一个正弦波。
由集成运放构成的方波发生器和三角波发生器，包括滞回比较器和RC积分电路二部分，正弦波作为滞回比较器的输入，通过滞回比较器，输出方波，再经RC积分电路输出三角波。
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。
课程设计说明书课程设计名称：模拟电子课程设计课程设计题目：设计制作一个方波-三角波-正弦波函数转换器学院名称：信息工程学院专业：通信工程班级：090422学号：******** 姓名：龙敏丽评分：教师：欧巧凤、张华南20 11 年 3 月23 日模拟电路课程设计任务书20 10 －20 11 学年第2 学期第1 周－ 2 周题目设计制作一个方波-三角波-正弦波函数转换器内容及要求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。
能根据题目的要求，综合所学知识，进行资料查询、系统设计、选用合适的元器件，先仿真通过后，用万能板/实验箱制作调试和进行结果分析，按学院要求的格式写出总结报告进度安排1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备： 3天；2. 领元器件、制作、焊接：3天3．调试： 3.5天4. 验收：0.5天学生姓名：龙敏丽指导时间：2011年2月24日—3月3日指导地点： E-508 室任务下达2011年 2月22日任务完成2011 年 3 月 3 日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□ 3.实际操作□√ 4.其它□√指导教师欧巧凤系（部）主任付崇芳摘要当今世界在以电子信息技术为前提下推动了社会跨越式的进步，科学技术的飞速发展日新月异带动了各国生产力的大规模提高。
由此可见科技已成为各国竞争的核心，尤其是电子通信方面更显得尤为重要，在国民生产各部门都得到了广泛的应用，而各种仪器在科技的作用性也非常重要，如信号发生器、单片机、集成电路等。
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种固定的波形，有方波、三角波、正弦波、锯齿波等，不能更改信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的可以完全由硬件电路搭接而成，如采用LM324振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一，不用依靠单片机。
模拟电路课程设计报告设计课题:设计制作一个产生正弦波—方波—三角波函数转换器专业班级：电信本学生姓名：号：学46指导教师：01/05 设计时间：设计制作一个产生正弦波－方波－锯齿波函数转换器一、设计任务与要求1、?输出波形频率范围为0.02KHz~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、?分别用三个发光二极管显示三种波形输出；??6、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
二、方案设计与论证设计要求产生三种不同的波形分别为正弦波、方波、三角波。
正弦波可以通过RC桥式正弦波振荡电路产生。
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，只要调节三角波的占空比就可以得到锯齿波。
各个芯片的电源可用直流电源提供。
．方案一1、直流电源部分1所示电路图如图 1 直流电源图2、波形产生部分方案一：正、反积分时间LC正弦波振荡常数可调的积分滞回比较器RC桥式正弦波振荡电路的组成原则在本质上是相似LC正弦波振荡电路与电路电路时，放大电路的放f=f的，只是选频网络采用LC电路。
在LC振荡电路中，当0大倍数数值最大，而其余频率的信号均被衰减到零；引入正反馈后，使反馈电压作为放大电路的输入电压，以维持输出电压，从而形成正弦波振荡。
方案二1、直流电源部分同上2、电路图如图2所示图2 正弦波—方波—三角波函数转换电路方案论证LC正弦波振荡电路特别是方案一所采取的电感反馈式振荡电路中N1与N2之间耦合紧密，振幅大；当C采用可变电容时，可以获得调节范围较宽的振荡频率，最高频率可达几十兆赫兹。
由于反馈电压取自电感，对高频信号具有较大的电抗，输出电压波形中常含有高次谐波。
因此，电感反馈式振荡电路常用在对波形要求不高的设备之中，如高频加热器、接受机的本机振荡电路等。
另外由于LC正弦波振荡电路的振荡频率较高，所以放大电路多采用分立元件电路，必要时还应采用共基电路。
课程设计说明书课程设计名称：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 ：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。
课程设计报告设计题目：方波—三角波—正弦波函数转换器系别：电子电气工程系专业：电气工程与其自动化__2011级五班____指导日期：目录1.设计内容级要求21.1设计内容：21.2设计要求：22.系统组成与系统设计思路22.1系统组成：22.2系统设计思路：33.各单元电路的工作原理43.1方波产生工作原理：43.2方波—三角波产生工作原理：63.3三角波—正弦波产生工作原理：74.电路仿真与结果分析94.1电路仿真：94.2 结果分析：115.设计心得与体会111.设计内容级要求1.1设计内容：利用模拟电路所学习内容，设计一个函数转换器，使之先产生方波，再由方波产生三角波，再由三角波产生正弦波。
1.2设计要求：1 产生方波的幅值为4V；2 产生三角波的占空比可调，峰-峰值为4V；3 产生正弦波的幅值为±4V；4 设计各部分电路参数；5 用Protel软件绘制所设计电路图；6 用EDA软件或MATLAB软件对所设计电路进行仿真。
7 按要求撰写课程设计报告。
2.系统组成与系统设计思路2.1系统组成：本系统包括三个部分组成：第一部分：比较器电路第二部分：积分器电路第三部分：差分放大器电路2.2系统设计思路：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。
原理框图：系统设计总电路图：3.各单元电路的工作原理3.1方波产生工作原理：如图所示为方波产生电路。
此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。
RC回路即作为迟滞环节又作为反馈网络通过RC 冲、放电实现输出状态的自动转换。
设某一时刻输出电压Uo=+Uz 则同相输入端电位Up=+Ut,Uo通过R3对电容C正向充电如图中箭头所示。
宁波大红鹰学院《模拟电子技术》课程设计报告课题名称：信号发生器分院：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：指导教师：严金龙李燕二○一三年十二月课题名称一、设计任务1.1设计要求1．利用集成运算放大器LM358设计一个简易信号发生器，要求能产生正弦波、方波和三角波三种波形。
2．采用双电源供电形式：电源12CC V V =+、12EE V V =-； 输出信号满足：（1）正弦波：V pp >=2V ；方波：V pp =13.5V ；三角波：V pp =8V ； （2）频率：110HZ ； （3）波形无明显失真。
1.2系统框图方波发生电路积分电路产生RC自激震荡产二、硬件设计2.1正弦波发生电路图1 正弦波RC串并联选频网络如下图（a）所示，它在正弦波振荡电路中既为选频网络，又为正反馈网络，所以其输入电压为，输出电压为。
当信号频率足够低时，，因而网络的简化电路及其电压和电流的向量如图(b)所示。
超前，当频率趋于零时，相位超前趋近于+900，且趋近于零。
当信号频率足够高时，，因而网络的简化电路及其电压和电流的向量如图（c）所示。
滞后，当频率趋近于无穷大时，相位滞后趋近于-900，且趋近于零。
当信号频率从零逐渐变化到无穷大时，的相位将从+900逐渐变化到-900。
因此，对于RC串并联选频网络，必定存在一个频率f0，当f=f0时，=同相。
通过计算可求出RC串并联选频网络的频率特性，如下图所示，其谐振频率。
为使f0=110hz，即使RC=1/220*3.14，确定了C的值就得到一个电阻的值。
R=1.447（1.45）KΩ，C=1uf。
RC桥式正弦波振荡电路：因为正弦波振荡器的起振条件是，从幅频特性曲线可得，当f=f0时，F=1/3，所以当A>3时，即RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数略大于3的正反馈放大器时，就可构成正弦波振荡器。
从理论上讲，任何满足放大倍数要求的放大电路与RC串并联选频网络都可组成正弦波振荡电路；但是，实际上，所选用的放大电路应具有尽可能大的输入电阻和尽可能小的输出电阻，以减小放大电路对选频特性的影响，使振荡频率几乎仅仅决定于选频网络。
宁波大红鹰学院《模拟电子技术》课程设计报告课题名称：方波三角波正弦波发生器分院：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：惺惺惜惺指导教师：惺惺惜惺惺二○一三年十二月方波三角波正弦波发生器一、设计任务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、硬件设计1、元器件选择（1）集成电路： LM358D；（2）稳压二极管： 6.2V；（3）电阻：E24系列，碳膜电阻，1/4W，精度5%51 KΩ、10KΩ、400 KΩ。
（4）电容：电解电容0.33uf、10uf。
（5）电位器：10K、50K。
（6）二极管：IN4148。
2、发生原理方波、三角波、正弦波、信号发生器的原理框图首先由LM358D组成的振荡器产生正弦波，然后由过零比较器将正弦波转化为方波波，最后用积分电路将方波转化为三角波。
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。
3、正弦波发生电路电路中RC串、并联电路构成正反馈支路，同时兼做选频网络，R1、R3、R5及二极管等元件构成反馈和稳幅环节。
调节电位器R5，可以改变负反馈深度，满足振荡的振幅条件和改善波形。
利用两个反向并联二极管VD1、VD2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。
VD1、VD2采用硅管（温度稳定性好），且要求特性匹配，才能保证输出波形正、负半周对称。
R3的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。
注意：R1、R2、C1、C2构成RC串并联电路，故R1=R2，C1=C2。
电容C1,C2.电阻R4,R5是整个电路频率大小的关键电路的振荡频率fo=1/2πRC调整反馈电阻R5，使电路起振，且波形失真最小。
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：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。
关键字：函数信号发生器集成芯片波形目录前言 (1)第一章设计内容及要求 (2)第二章电路设计原理及方案 (3)2.1 方案一 (3)2.2 方案二 (3)2.3方案三 (3)第三章系统组成及工作原理 (4)3.1 系统组成 (4)3.2工作原理 (5)第四章单元电路设计、电路图、仿真图及参数计算 (6)4.1单元电路设计 (6)4.2电路图 (7)4.3仿真图 (8)4.4参数设计 (9)第五章电路的焊接与测试 (10)5.1 电路的安装 (10)5.2电路的调试 (10)5.3焊接与调试分析 (10)第六章结论 (12)第七章设计心得与体会 (13)参考文献 (13)附录一 (14)附录二 (15)附录三 (16)前言波形发生器亦称函数发生器，作为实验用信号源，是现金各种电子实验设计应用中必不可少的仪器设备之一，函数信号发生器可以用分立元件组成，通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不以调试。
也可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。
早期的函数信号发生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300KHZ，无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。
还可利用单片集成芯片的函数发生器：能产生多种波形，达到较高的频率，且易于调试。
可以达到更高的技术指标。
目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成，且波形种类有限，多为锯齿、正弦、方波、三角等波形。
在电子工程、通信工程、自动化控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的信号波形发生器。
随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构造成各种各样信号波形发生器。
用集成电路实现的波形发生器与其他信号波形发生器比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。
为进一步掌握电路的基本理论和实际调试技术，本课题将介绍集成芯片555与电容及电阻组成的方波——三角波——正弦波函数转换器的设计方法第一章设计内容及要求一、基本要求：设计制作一个产生正弦波——方波——三角波函数转换器二、设计任务: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。
第二章设计原理及方案2.1 方案一：采用传统的直流频率合成器。
这种方法能实现快速频率变换，且具有低相位噪声以及所有方法中最高的倍频分频混频和滤波环节，导致直接频率合成器的结构复杂体积庞大成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。
2.2 方案二：采用555集成芯片，外接部分电容及电阻，用调节电位器来调节整个装置的频率及满足实验要求的可调频率，调节555芯片接入的电压值来调节各波形的幅值，可使方波占空比可调。
2.3 方案三：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转变成方波，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。
本课题采用先产生方波——三角波，再将三角波变换成正弦波变换成正弦波的电路设计方法，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，抗干扰能力较强等有势。
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。
波形变幻的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。
由于555芯片成本低，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与波形变换电路。
所以选择方案二。
第三章系统组成及工作原理3.1系统的组成本系统主要是有一个IC555芯片引导组成的。
555是一种集模拟，数字于一体的中规模集成电路。
它不仅用于信号的产生和变换，还常用于控制与检测。
555成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用与仪器仪表、家用电器、电子测量及自动化控制等方面如图3.1所示，下面是IC555的个个引脚的作用：②（TR）为低电平触发端。
该端输入电压高于1/3Uoc时，比较器C2输出为“1”，当输入电压低于1/3Uoc时，比较器C2输出为“0”。
③（Uo）为输出端。
输出为“1”时的电压比电源电压Uo低2V左右。
输出最大电流为200mA.④（Ro）为复位端。
在此端输入负脉冲（“0”电平，低于0.7V）可使触发器直接置“0”，正常工作时，应将它接“1”（接+Uoc）。
⑤（CO）为电压控制端。
静态时，此端电位为2/3Uoc。
若在此端外加直流电压，可改变分压器各点点位置，在没有其他外部连线时，应当在该端与地之间接入0.01uF的电容，一方干扰引入比较器C1的同向端。
⑥（D）为放电端，当输出Uo="0"即触发器Q=1时，放电晶体管T导通，相当7端对地短接。
当Uo 为“1”，即Q=0，T截止，7端与地隔离。
⑧和①分别为电源段和接地段。
CMOS555集成定时器的电源电压在4.5V~12V内使用图3.13.2 工作原理555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。
每类工作方式又有很多个不同的电路。
在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可以组合很多不同的电路。
如：多个单稳，多个双稳，单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。
这样一来，电路变得更加复杂。
为了便于我们分析和识别电路，更好地理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分成3大类、8种、共18个单元电路。
本设计课题用到的是无稳类电路及无稳工作方式。
无稳电路就是多谐振电路，是555电路中应用最广的一类。
第三、四个单元电路都是占空比可调的脉冲振荡电路，功能相同而电路结构略有不同，因此分别以3·1·3a和3·2·3b的代号。
第四章单元电路设计、电路图、仿真图及参数计算4.1 单元电路设计：设计流程图555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。
但后来经过开发，它除了定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。
此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。
由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S 触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体，它的工作状态有三类，对于单稳类电路，单稳工作方式，它可分为3种。
见图示。
第一种（图4.1.1）是人工启动单稳，有因为定时电阻电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1·1·1和1·1·2为代号。
他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT ”和“CT-6.2-RT ”。
整流 IC555芯片 产生方波产生三角波产生正弦波图4.1.1第二种（图4.1.2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。
他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。
1·2·1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1·2·2电路则带有一个RC微分电路。
图4.1.2第三种（图4.1.3）是压控振荡器。
单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。
为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。
不带任何辅助器件的电路为1·3·1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1·3·2.图中列出了2个常用电路。
图4.1.34.2电路图图4.2 电路设计总图4.3 仿真图图4.3.1 产生方波图4.3.2 产生三角波图4.3.3 产生正弦波图4.3.4 三个波经行比较图4.3.5 电路仿真4.4 参数设计F与C成正比，若要得到1Hz~10Hz，C2，C3为10nF.因为F=0.02Hz~20KHz，C1为100uF.则R1=7.5KΩ~75KΩ，则R1=5.1KΩ由于输出的三角形幅值与输出方波的幅值要为2V，有R4=R5=R6=10KΩ根据方波的上升时间为两毫秒，查询运放的速度，可以选择74141型号的运放.为了使输出波形频率在规定范围内，R3和RP的阻值应在10KΩ到100KΩ之间，且要保持小于3：1的关系.所以将R3设为62KΩ，而电位器的最大阻值设为20KΩ.整流电路：输出电压平均值UO(AV)和输出电流的平均值IO(AV)脉动系数：二极管的选择： 每只二极管只在变压器副边电压的半个周期通过电流，所以每只二极管的平均电流只有负载电阻上电流平均值的一半。
二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压。
对于二极管最大整流平均电流IF 和最高反向工作电压UR 均应留10%的余地，以保证二极管安全工作。
