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课程设计(论文)说明书题目：方波、三角波、正弦波发生器院（系）：专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：2012年12 月 5 日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。
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，并通过差分放大器电路得到正弦波，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：电源、波形、比较器、积分器、MultisimAbstractThis paper introduces a circuit connection, to achieve the basic functions of function generator. Their access to power, and through the display of waveform and data, and get the result.A voltage comparator to achieve a square wave output, in turn connected integrator triangle wave, and through the triangle wave - sine wave conversion circuit to see the sine wave, the desired signal.NI Multisim software combines intuitive capture and powerful simulation, an quickly, easily, efficiently for circuit design and verification. With NI Multisim, you can immediately create a complete component library circuitdiagram, and the use of 0 industry standard SPICE simulator to mimic circuit behavior. This design is the use of Multisim software in circuit diagram and carry out simulationKey words: power, waveform, comparator, an integrator, a converter circuit, Multisim目录1 设计任务---------------------------------------11.1 电路设计任务------------------------------11.2 电路设计要求------------------------------12正弦波、方波发生器的组成------------------------12.1 原理框图----------------------------------12.2 原理分析----------------------------------12.3 放大器功能及管脚图------------------------23 系统中各模块设计--------------------------------23.1方波-三角波-正弦波-------------------------23.1.1方波形仿真图-----------------------------43.1.2三角波仿真电路图以及仿真图---------------43.1.3正弦波仿真图-----------------------------63.1.4实验设计电路图---------------------------63.1.5实验电路PCB图---------------------------73.1.6参数设计---------------------------------73.2元器件型号---------------------------------94 电路调试---------------------------------------104.1 安装正弦波、方波发生器- ------------------134.2调试正弦波、方波发生器---------------------134.3调试结果展示------------------------------134.3.1方波实验波形图--------------------------114.3.2三角波实验波形图------------------------114.3.3正弦波实验波形图------------------------124.3.4实际电路图及实物图展示------------------124.4性能指标测量与误差分析--------------------135 实验总结--------------------------------------13谢辞、参考文献-----------------------------------14一设计任务1.1 任务设计制作一个方波-三角波-正弦波发生器。
電子學箝位電路及倍壓電路B09422026 廖家煌箝位電路實驗Vs=8Vpp ，100Hz ，弦波 Diode ：1N4007 C=100uF以直流模式觀察Vs 及Vo Fig.1DD1N4007VoC100uFVsFREQ = 100HzVAMPL = 4Vpp VOFF = 0電路分析：當輸入電壓Vs 在正半週時，二極體導通，電容開始充電，電容會充電至輸入電壓的峰值Vs ，而輸出的電壓為0V ，輸入電壓Vs 在負半週時，二極體逆偏而不導通，電容開始放電，而放電時的電壓峰值依然維持Vs ，所以輸出電壓為-2Vs 。
Pspice 模擬波形：示波器截圖：Fig.2VsFREQ = 100HzVAMPL = 4Vpp VOFF = 0DD1N4007C100uFVo電路分析：Time0s5ms 10ms15ms20ms25ms30ms35ms40ms45ms50msV(Vs:+,Vs:-)V(VO,0)-8.0V-6.0V-4.0V-2.0V0V2.0V4.0V(27.479m,-7.3234)(22.479m,687.437m)(17.478m,-3.9996)(2.5220m,3.9996)當輸入電壓Vs 在負半週時，二極體導通，電容開始充電，電容會充電至輸入電壓的峰值Vs ，而輸出的電壓為0V ，輸入電壓Vs 在正半週時，二極體逆偏而不導通，電容開始放電，而放電時的電壓峰值依然維持Vs ，所以輸出電壓為2Vs 。
Pspice 模擬波形：示波器截圖：Time0s5ms 10ms15ms20ms25ms30ms35ms40ms45ms50msV(Vs:+,Vs:-)V(VO,0)-4.0V-2.0V0V2.0V4.0V6.0V8.0V(27.436m,-686.729m)(22.523m,7.2998)(17.522m,-3.9996)(12.479m,3.9996)Fig.3VoVsFREQ = 100HzVAMPL = 4Vpp VOFF = 0DD1N4007Vb0VdcC100uFVb=2V 電路分析：當輸入電壓Vs 在負半週時，二極體導通，電容開始充電，電容會充電至Vs-Vb ，所以Vs=-Vb ，輸入電壓Vs 在正半週時，二極體逆偏而不導通，電容開始放電，輸出電壓為Vs+(Vs-Vb)=2Vs-Vb 。
倍压器倍压器（voltage doubler）是提升电压的电路，利用输入电压将电容器充电，并且利用电路的切换，在理想情形下，可以使电容器的电压恰为输入电压的二倍。
最简单的倍压器是一种特殊的整流器，输入是交流电压，输出是两倍的直流电压，其切换元件为二极管，其切换只是因着输入电压的正负电压变化而切换导通或关闭。
直流－直流的倍压器像交流－直流的倍压器，只是根据输入电压的正负变化而进行切换，需要驱动电路来控制其切换，多半也需要可受控的切换元件，例如晶体管。
倍压器是多倍压器电路的一种变形，许多（不过不是所有）的倍压器可以视为高倍率倍压器中的一级，若组合数个倍压器，可以达到更高的倍率。
倍压整流器维拉德氏电路图一：维拉德氏电路维拉德氏电路（Villard circuit）得名自保罗·乌尔里希·维拉德[1]，是由变压器加上电容器及二极管所组成，其架构非常简单，但输出涟波的特性很差，此电路本质上是二极管箝位电路，电容器是由交流电源的负半周（Vpk）充电，输出电压是由输入的交流电压及电容器的稳定直流电压叠加后的结果，此电路在调整输出电压的直流分量，将交流电压的电压最小值调整到0 V（若考虑二极管压降，为−VF），因此交流电压的电压最大值调整到2Vpk，但其峰对峰的涟波为2Vpk，而且此涟波无法用滤波的方式改善，若要改善，就要将倍压器改为较复杂的电路[2]。
此电路的二极管若反向，可用来产生微波炉磁电管需要的高负电压。
格赖纳赫电路图二：格赖纳赫电路格赖纳赫电路（Greinacher circuit）比维拉德氏电路多了一些元件，但其效果有很大的改善，涟波已明显减小，若在负载开路的条件下，涟波为零，但若负载非开路，涟波则视负载的电阻及电路中的电容而定。
格赖纳赫电路的第一级为维拉德氏电路，后面是包络检波器，消去大部分的涟波，但保持输出的峰值电压。
此电路最早是由海因里希·格赖纳赫在1913年发明，在1914年发表[3]，目的是提供他新发明离子计所需的200–300 V电源，而当时苏黎世电厂只能提供110V的交流电[4]。
引言在数字信息快速发展的时代中，大规模集成电路在我们的日常生活所接触和使用的电子产品中占据着越来越高的比重，而我们所处的空间中也充斥着各种频率和强度的电磁波。
如何在无法集成电感的集成IC芯片中提高电压以及在环境干扰较大的环境中获得较高的电压和功率一直是我们孜孜不倦地在寻求解决方法的难题。
于是无感直流升压电路应运而生。
无感DC三倍升压电路指的是利用无感元器件将低压输入直流信号升高到输入信号峰值三倍左右的直流信号输出的装置。
主要是将电源输入端的能量用以产生自激振荡信号，然后在保证一定效率的情况下，利用倍压整流电路将电压抬高的过程。
在本电路设计中，主要采用廉价的集成电路555定时器构成多谐振荡器产生方波信号，在经过两个三极管搭建的互补推挽放大器放大电流后，经过4倍压整流电路，得到升高以后的电压输出。
在带负载和空载的情况下，电压没有明显的改变。
在带负载的情况下，功率转换效率达到80%左右！1 设计要求（1）不使用任何有感器件，包括电感、绕线变压器及一些有感升压IC。
（2）输入电压为6V DC，可使用4个1.5V的7号干电池串联或直接用稳压直流电源提供。
（3）在输出电流为30mA时，输出端在带负载的情况下输出为电压：≥15V DC 。
（4）在有负载、空载两种情况下，输出端电压无明显变化。
（5）电压纹波控制在适当范围内，能有效提高升压效率。
（6）完成要求：设计与制作可供实际检测的实物样品，并且按要求完成课程设计报告。
2 设计构思及理论2.1 设计思路要设计一个无感DC三倍压电路，可以由一个多谐振荡器和一个倍压整流电路来组成。
但是为了能有效的储存能量和过滤掉大部分电压纹波，所以在设计电路时要在倍压电路输出端加上一个较大的电解电容，这样使得得到的波形更加完美。
如下图1为简单的无感DC倍压电路。
这是一个通过百度文库的搜索引擎搜索到得一个常用无感DC升压电路。
将555电路产生的振荡脉冲，通过二极管整流电路整流后向电容充电，使电容充电至电源电压，将这样的整流一充电电路逐级连接，就可以得到2倍、3倍、4倍甚至多倍于电源电压的升压路。
倍压电路的效率摘要：一、倍压电路的概述二、倍压电路的工作原理三、倍压电路的优点与缺点四、提高倍压电路效率的方法五、倍压电路的应用领域正文：一、倍压电路的概述倍压电路，顾名思义，是一种能够将输入电压倍增后输出给负载的电路。
在这种电路中，两个或多个电容器依次连接，共同承担输入电压的充放电任务，从而实现输出电压的倍增。
倍压电路在电子设备、电源等领域具有广泛的应用。
二、倍压电路的工作原理倍压电路的工作原理是基于电容器的充放电特性。
当输入电压到来时，第一个电容器开始充电，当充电至一定程度后，输入电压使得第二个电容器开始充电。
此时，第一个电容器放电，将能量传递给负载。
随后，第二个电容器充电至同样程度，第一个电容器再次放电，如此循环往复，实现输出电压的倍增。
三、倍压电路的优点与缺点优点：1.结构简单，成本较低；2.输出电压稳定，适用于对电压要求较高的场合；3.能够实现较高的电压倍增。
缺点：1.电路中的电容器容易受到电压、电流的冲击，导致寿命降低；2.效率较低，一般在50%左右，能量损耗较大；3.输出电压范围有限，难以满足宽范围电压需求。
四、提高倍压电路效率的方法1.选用高效率的电容器，提高电路的工作频率；2.采用有源倍压电路，提高电压增益；3.优化电路设计，降低损耗；4.采用开关稳压技术，提高能量利用率。
五、倍压电路的应用领域1.电子设备电源：如计算机、通信设备等；2.电动汽车充电设施：用于电压提升和电源变换；3.工业控制领域：如传感器、执行器等；4.仪器仪表：如示波器、信号发生器等；5.光伏发电、风力发电等新能源领域：用于电压提升和并网接入。
通过以上分析，我们可以了解到倍压电路的原理、优缺点以及提高效率的方法。
倍压整流电路的工作原理及电路设计在某些电子设备中，需要高压（几千伏甚至几万伏）、小电流的电源电路。
一般都不采用前面讨论过的几种整流方式，因为那种整流电路的整流变压器的次级电压必须升的很高，圈数势必很多，绕制困难。
这里介绍的倍压整流电路，在较小电流的条件下，能提供高于变压器次级输入的交流电压幅值数倍的直流电压，可以避免使用变压比很高的升压变压器，整流元件的耐压相对也可较低，所以这类整流电路特别适用于需要高电压、小电流的场合。
倍压整流是利用电容的充放电效应工作的整流方式，它的基本电路是二倍压整流电路。
多倍压整流电路是二倍压电路的推广。
1、二倍压整流电路（1）桥式二倍压整流电路图1所示电路是桥式倍压整流电路，图1的(1)和(2)为同一电路的两种不同画法。
在这里，用两个电容器取代了全波桥式整流电路中的两只二极管。
整流管D1、D2在交流电的两个半周分别进行半波整流。
各自对电容C1和C2充电。
由负载R L与C1、C2回路看，两个电容是接成串联的。
负载R L上的直流电能是由C1、C2共同供给的。
当e2正半周时，D1导通，如果负载电阻R L很大，即流过R L的电流很小的话，整流电流i D1使C1充电到2E2的电压，并基本保持不变，极向如图中所示。
同样，当e2负半周时，经D2对C2也充上2E2的电压，极向如图中所示。
跨接在两个串联电容两端的负载R L上的电压U L=U C1+U C2，接近于e2幅值的两倍。
所以称这种电路为二倍压整流电路。
实际上，在正半周C1被充电到幅值2E2后，D1随即截止，C1将经过R L对C2放电，U C1将有所降低。
在负半周，当C2被充电到幅值2E2后，D2截止，C2的放电回路是由C1至R L，U C2也应有所降低。
这样，U C1和U C2的平均值都应略低于2E2，也即负载电压是不到次级绕组电压幅值的两倍的。
只有在负载R L很大时，U L≈2E2。
U C1、U C2及U L的变化规律如图2所示。
三倍压整流电路充放电过程解析作者：党自恒来源：《中国市场》2015年第02期[摘要]本文比较详细地分析了三倍压整流电路充放电过程，说明了充放电过程中不同周期不同时刻各个电容充放电情况，电容中电量变化情况，以及不同时刻二极管的导通截止状态，得出了规律性结论。
并利用Excel的表格与绘图功能比较直观地表述了各个电容的充放电过程。
[关键词]整流电路；电压；电量；电容；充放电[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.02.033利用二极管的单向导电性及滤波电容的储存作用，由多个二极管及电容可以获得几倍于电源变压器副边电压的直流电压，获得此电压的电路叫倍压整流电路。
下图所示是一个实际使用的三倍压整流电路，U2为电源变压器副边电压有效值，C1，C2，C3是三个充放电电容，D1，D2，D3是三个整流二极管，电路的连接方式如图所示。
此电路中由于二极管的非线性特性，使得实际的电流充电过程相当复杂，如果再考虑电容的初始状态不为零以及电源电压的接通时机不为正弦波起点，整个电路的充放电过程将没有解析解，为了问题的简化，也是为了更好地说明电路充放电过程的原理及过程，我们把其中的二极管看作是理想二极管，即二极管加正向电压时完全导通，正向电压为零，加反向电压时完全截止，电流为零；各个电容大小相等且初始状态都为零，电路中无零输入响应过程；同时，电源电压接通的时刻为正弦周期电压t等于零的时刻，电路中无冲击响应，电容电压不发生突变。
为了把充放电过程说清楚，我们将时间划分为各个周期并把一个周期分为四个四分之一周期。
则电路的充放电过程可以叙述如下：第一周期，当u2在第一个T/4周期期间，A点电位高于B点电位，A点为“+”，B点为“-”，根据基尔霍夫电压定理（KVL）得：u2=ud+uc1 （V）（其中ud为二极管两端电压，上“+”，下“-”，uc为电容C1两端电压，左“+”，右“-”）二极管D1正向偏置，导通电压为零；C1充电，电流方向如图中实线（1）所示；因为u2为正弦电压，不妨认为u2从零按正弦规律逐渐增大，如果忽略二极管的正向导通电压（后面都忽略），则C1两端电压和A、B两点电压相等，C1也按正弦规律进行充电：当t=T/4时，uc1达到最大值2U2（V），不妨设其中的电量为单位电量q；因为D1导通且导通电压为零，所以二极管D2截止，二极管D3截止。
课程设计(论文)说明书题目：方波、三角波、正弦波发生器院（系）：专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：2012年12 月 5 日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。
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电压比较器实现方波的输出，又连接积分器得到三角波，并通过差分放大器电路得到正弦波，得到想要的信号。
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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：电源、波形、比较器、积分器、MultisimAbstractThis paper introduces a circuit connection, to achieve the basic functions of function generator. Their access to power, and through the display of waveform and data, and get the result.A voltage comparator to achieve a square wave output, in turn connected integrator triangle wave, and through the triangle wave - sine wave conversion circuit to see the sine wave, the desired signal.NI Multisim software combines intuitive capture and powerful simulation, an quickly, easily, efficiently for circuit design and verification. With NI Multisim, you can immediately create a complete component library circuitdiagram, and the use of 0 industry standard SPICE simulator to mimic circuit behavior. This design is the use of Multisim software in circuit diagram and carry out simulationKey words: power, waveform, comparator, an integrator, a converter circuit, Multisim目录1 设计任务---------------------------------------11.1 电路设计任务------------------------------11.2 电路设计要求------------------------------12正弦波、方波发生器的组成------------------------12.1 原理框图----------------------------------12.2 原理分析----------------------------------12.3 放大器功能及管脚图------------------------23 系统中各模块设计--------------------------------23.1方波-三角波-正弦波-------------------------23.1.1方波形仿真图-----------------------------43.1.2三角波仿真电路图以及仿真图---------------43.1.3正弦波仿真图-----------------------------63.1.4实验设计电路图---------------------------63.1.5实验电路PCB图---------------------------73.1.6参数设计---------------------------------73.2元器件型号---------------------------------94 电路调试---------------------------------------104.1 安装正弦波、方波发生器- ------------------134.2调试正弦波、方波发生器---------------------134.3调试结果展示------------------------------134.3.1方波实验波形图--------------------------114.3.2三角波实验波形图------------------------114.3.3正弦波实验波形图------------------------124.3.4实际电路图及实物图展示------------------124.4性能指标测量与误差分析--------------------135 实验总结--------------------------------------13谢辞、参考文献-----------------------------------14一设计任务1.1 任务设计制作一个方波-三角波-正弦波发生器。
