简单的三角波、方波振荡器

<模拟部分>
题目：设计一个方波-三角波发生器
一、设计任务
设计一个方波-三角波发生器，要求如下
1.振荡频率范围：500~1000赫兹。

2.三角波幅值调节范围：2~4伏。

二、仪器设备及元器件
a)EEL—69模拟、数字电子技术实验箱一台
b)集成运算放大器实验插板一块
c)直流稳压电源一台
d)双踪示波器一台
e)数字万用表一块
f)运放μA741 一块
g)电阻、电容、导线等若干
三、部分元器件原理
μA741是高性能、内补偿运算放大器，功耗低，无需外部频率补偿，具有短路保护和失调电压调零能力，使用中不会出现闩现象，可用作积分器、求和放大器及普通反馈放大器。

如图所示为μA741的典型应用电路，其中图（a）反相输入放大电路，图（b）是同相输入放大电路。

四、电路原理图
五、元器件参数计算
U Z 为双向稳压管，稳压值U Z =5V,输出电压
,为了满足2V< <4V,取R 2=5K ，R 1=2K ～4K,采用2K Ω滑动变阻器和2K Ω定值电阻串联。

方波频率为
,得
，由于R1= ～ ，取C=0.1 ,则R=3.125K ～12.5K ，采用10K 滑动变阻器和3K 定值电阻串联。

其它电阻（R3和R4）取1K 。

六、实验结果
的要求。

七、实验感悟
通过此次实验，我构造了一个方波-三角波发生器，得到了方波与三角波的三组波形和幅值、频率的数据，熟悉了运放μA741、EEL—69模拟、数字电子技术实验箱、直流稳压电源、双踪示波器、数字万用表的工作原理和操作方式，增加了实验经验。

方波和三角波发生器电路由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器，一般均包括比较器和RC积分器两大部分。

如图6.5所示为由迟滞比较器和集成运放组成的积分电路所构成的方波和三角波发生器。

方波和三角波发生器的工作原理A1构成迟滞比较器，同相端电位Vp由VO1和VO2决定。

利用叠加定理可得：当 Vp＞0时 A1输出为正，即VO1 = +Vz；当 Vp＜0时， A1输出为负即 VO1 = -VzA2构成反相积分器VO1为负时， VO2 向正向变化， VO1 为正时， VO2 向负向变化。

假设电源接通时VO1 =-Vz，线性增加。

当VO2上升到使Vp略高于0v时，A1的输出翻转到VO1 = +Vz 。

四、报告要求1、课题的任务和要求。

2、课题的不同方案设计和比较，说明所选方案的理由。

3、电路各部分原理分析和参数计算。

4、测试结果及分析：（1）实测输出频率范围，分析设计值和实测值误差的来源。

（2）对应输出频率的高、中、低三点，分别实测输出电压的峰－峰值范围，分析输出电压幅值随频率变化的原因。

（3）频率特性测试，在低频端选定一个输出幅值，而后逐步调高输出频率，选12～15个测试点，用示波器观测输出对应频率下的输出幅值，填入自己预做的表格，画出电路的幅频特性。

注意：输出幅值一旦选定，在调节输出测试频率点过程中，不能再动！（4）画出示波器观测到的各级输出波形，并进行分析；若波行有失真，讨论失真产生的原因和消除的方法。

5、课题总结6、参考文献2、方波、三角波发生器（1）按图11-2所示电路及参数接成方波、三角波发生器。

图11-2（2）将电位器Rp调至中心位置，用双综示波器观察并描绘方波V01及三角波V02（注意标注图形尺寸），并测量Rp及频率值。

表11-3方波V01及三角波V02 波形Rp= (中间) , f=（3）改变Rp的位置，观察对V01和V02 幅值和频率的影响，将测量结果填入表11-3中（记录不失真波形参数）。

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i X =0，所以i X =fX 。

由于正、负号的改变，正反馈的放大倍数为：FA A A -=1f，式中A 是放大电路的放大倍数，.F 是反馈网络的放大倍数。

振荡条件：1..=F A幅度平衡条件：|..F A |=1相位平衡条件：ϕAF = ϕA +ϕF = ±2n π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1|..|>F A 这称为起振条件。

555三角波发生器（方波通过RC整形获得）
该电路是一个三角形的波形发生器，使用尽可能少的元件。

555定时器IC，2个电阻和两个电容器构成三角波发生器电路。

IC构成5 0%工作周期不稳定的方波振荡器电路，并从3脚输出方波信号。

然后通过RC整形电路输出三角波信号。

当555′方波输出变高，C2通过R2开始充电，C2电压增加。

当集成电路的输出变成低电平，C2开始通过R2放电，C2电压降低。

在C 2两端产生的波形呈三角形状。

要获得最好的波形线性度时，R2和C2是尽可能的大。

按图示元件值，输出峰峰值为0.5 V，约200赫兹的频率。

三角波发生器电路图
示波器波形图。

用NE555装制的三角波、方波发生器电路
时间：2008-07-31 21:38:29
如图所示为用NE555装制的三角波、方波发生器。

VTl、VT2和电阻Rl构成恒流源，用于对电容C2实现线性充电；VT3、VT4和电阻R2构成恒流源，用于对电容C2实现线性放电。

如图所示，555与R1、R2、RP1、D1、D2、C1组成无稳态多谐振荡器。

Dl、 D2分别为充电和放电回路的导引管。

从以上公式可见，不管RP1如何调节，不影响振荡周期T的值。

图示参数的振荡频率约为20Hz左右。

如图所示电路可同时产生方波、三角波、正弦波并输出，特别适合电子爱好者或学生用示波器来做观察信号波形的实验。

该信号发生器电路简单、成本低廉、调整方便。

555定时器接成多谐振荡器工作形式，C2为定时电容，C2的充电回路是
R2→R3→RP→C2；C2的放电回路是C2→RP→R3→IC的7脚(放电管)。

由于R3+RP》R2，所以充电时间常数与放电时间常数近似相等，由IC的3脚输出的是近似对称方波。

按图所示元件参数，其频率为1kHz左右，调节电位器RP可改变振荡器的频率。

方波信号经R4、C5积分网络后，输出三角波。

三角波再经R5、C6积分网络，输出近似的正弦波。

C1是电源滤波电容。

发光二极管VD用作电源指示
MAX660构成输出二倍压的应用电路
MAX660构成二倍压电路如图所示。

在无负载电流时，其输出电压为二倍的输入电压；在有负载电流时，其输出电压将会跌落。

图中的二极管VDl应采用肖特基二极管IN5817，而不
能用一般的整流二极管。

定时器产生三种波形发生器文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]目录摘要各种电器设备要正常工作，常常需要各种波形信号的支持。

电器设备中常用的信号有正弦波、矩形波、三角波和锯齿波等。

在电器设备中，这些信号是由波形产生和变换电路来提供的。

波形产生电路是一种不需外加激励信号就能将直流能源转化成具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流能量输出电路，又称为振荡器或波形发生器。

在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

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。

波形发生器通过与波形变换电路相结合，它能产生正弦波、矩形波、三角波和阶梯波等各种波形，能满足现代测量、通信、自动控制和热加工、音视频设备及数字系统等对各种信号源的需求。

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。

在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器等。

关键字：方案确定、参数计算、信号、发生器等。

第一章方案提出三种波形都是比较简单且常见的波形，产生的方法由很多种，可以先产生方波，然后得到三角波和正弦波，也可以先得到正弦波，然后翻过来再输出另外两种波形;可以用集成芯片，同时也可以用运用各种元器件来实现振荡电路。

（1）利用专用直接数字合成ＤＤＳ芯片的函数发生器。

（2）可以选用专门的函数信号发生器，如8038（3）由555定时器所构成的多谐振动器产生方波, 方波经过积分器的作用产生三角波，三角波在经过差分放大电路的非线性转换为正弦波。

比较以上几种方案：（1）方案比较简单同时也能产生任意波形并达到很高的频率。

但成本较高。

（2）它们虽然能够甚好的实现波形的产生但是功能较少，太单一。

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i X =0，所以i X =fX 。

由于正、负号的改变，正反馈的放大倍数为：F AA A -=1f，式中A 是放大电路的放大倍数，.F 是反馈网络的放大倍数。

振荡条件：1..=F A幅度平衡条件：|..F A |=1相位平衡条件：ϕAF = ϕA +ϕF = ±2n π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1|..|>F A 这称为起振条件。

3．15压控振荡器一.实验目的1.了解压控振荡器的组成、工作原理。

2.进一步掌握三角波、方波与压控振荡器之间的关系。

3.掌握压控振荡器的基本参数指标及测试方法。

二.设计原理电压控制振荡器简称为压控振荡器，通常由VCO(V oltage Controlled Oscillator)表示。

是一种将电平变换为相应频率的脉冲变换电路，或者说是输出脉冲频率与输入信号电平成比例的电路。

它被广泛地应用在自动控制，自动测量与检测等技术领域。

压控振荡器的控制电压可以有不同的输入方式。

如用直流电压作为控制电压，电路可制成频率调节十分方便的信号源；用正弦电压作为控制电压，电路就成为调频振荡器；而用锯齿电压作为控制电压，电路将成为扫频振荡器。

压控振荡器由控制部分、方波、三角波发生器组成框图如下：反相器 1反相器 2模拟开关方波、三角波发生器三角波方波3-15-11.方波、三角波发生器我们知道，方波的产生有很多种方法，而用运算放大器的非线性应用电路---电压比较器是一种产生方波的最简单的电路之一。

而三角波可以通过方波信号积分得到。

电路如图C3-15-2设t=0,Uc=0,Uo 1=+Uz,则Uo=-Uc=0,运放A 1的同相端对地电压为：U+’=212211R R R U R R R U o z +++此时，Uo 1通过R 向C 恒流充电，Uc 线性上升，Uo 线性下降，则U+’下降，由于运放反相端接地，因此当U+’下降略小于0时，A 1翻转，Uo1跳变为-Uz 见土，此时Uo 略小于-R 1×U 2/R 2。

在t=t 1时，Uc=-Uo=R 1×U 2/R 2,Uo1=-Uz.运放A 1的同相端对地电压为：212211'R R UoR R R UzR U ++++=+ 此时，电容C 恒流放电，Uc 线性下降，Uo 线性上升,则U+’也上升。

当U+’上升到略大于0时，A 1翻转，Uo 跳变为Uz ，如此周而复始，就可在Uo 端输出幅度为R 1×U 2/R 2的三角波。

什么是振荡电路有哪些常见的振荡器振荡电路是一种能够产生连续振荡信号的电路。

在振荡电路中，反馈回路起着至关重要的作用，它将一部分输出信号送回到输入端，从而维持电路中的振荡运动。

常见的振荡器有正弦波振荡器、方波振荡器、脉冲振荡器和多谐振荡器等。

一、正弦波振荡器正弦波振荡器是一种能够输出连续的正弦波信号的振荡器。

常见的正弦波振荡器电路有LC振荡器、RC振荡器和LCR振荡器。

1. LC振荡器LC振荡器是由电感器（L）和电容器（C）组成的振荡电路。

在LC 振荡器中，通过合适的选择电感和电容值，可以实现频率稳定的正弦波振荡。

2. RC振荡器RC振荡器是由电阻（R）和电容器（C）组成的振荡电路。

在RC 振荡器中，通过合适的选择电阻和电容值，可以实现频率稳定的正弦波振荡。

3. LCR振荡器LCR振荡器是由电感器（L）、电容器（C）和电阻（R）组成的振荡电路。

LCR振荡器相比于LC振荡器和RC振荡器，具有更高的频率稳定性和更好的波形质量。

方波振荡器是一种输出方波信号的振荡器，它的输出信号在高电平和低电平之间快速切换。

常见的方波振荡器电路有多谐振荡器和集总反馈型振荡器。

1. 多谐振荡器多谐振荡器是一种基于多谐振荡原理的振荡器，它可以同时输出多个频率的方波信号。

多谐振荡器在通信系统中广泛应用，可以实现频率混合和调制等功能。

2. 集总反馈型振荡器集总反馈型振荡器是一种基于运放（放大器）的振荡器。

它通过在运放反馈回路中引入滞后相位来实现振荡，从而产生方波信号。

三、脉冲振荡器脉冲振荡器是一种输出脉冲信号的振荡器，它的输出信号是一系列的脉冲波形。

常见的脉冲振荡器电路有单稳态振荡器和多谐振荡器等。

1. 单稳态振荡器单稳态振荡器是一种能够产生单个脉冲的振荡器。

它的输出信号在输入触发脉冲的作用下，产生一次脉冲输出，然后恢复到稳态。

2. 多谐振荡器多谐振荡器在前面已经提到过，它不仅可以产生方波信号，也可以输出脉冲信号。

多谐振荡器是一种能够输出多个频率的振荡器。