方波—三角波发生器,模电课程设计

方波三角波发生器设计设计思路：方波和三角波都是周期信号，因此我们可以使用周期信号发生器的原理来设计方波三角波发生器。

具体的设计思路如下：1.方波发生器设计：方波信号由高电平和低电平组成，所以我们需要设计一个产生高电平和低电平的电路。

可以使用一个三极管作为开关来实现方波的产生。

当输入信号为高电平时，三极管导通，输出高电平；当输入信号为低电平时，三极管截止，输出低电平。

2.三角波发生器设计：三角波信号是一个连续上升和下降的斜线信号，所以我们需要设计一个连续改变输出电压的电路。

可以使用一个集成电路比如操作放大器（OP-Amp）作为三角波发生器的核心组件。

使用一个电容和两个电阻来控制输出电压的上升和下降。

设计步骤：1.方波发生器设计：（1）选择一个适当的三极管，根据其参数确定电路中的电阻值。

（2）使用电阻和电源电压来确定三极管的偏置电压。

（3）将输入信号与三极管的基极相连。

（4）根据输入信号的高低电平改变三极管的导通和截止状态，从而实现方波的产生。

2.三角波发生器设计：（1）选择一个合适的操作放大器，根据其参数确定电路中的电阻值。

（2）使用电阻和电源电压来确定操作放大器的工作点。

（3）使用一个电容和两个电阻来控制操作放大器的输出电压的上升和下降。

（4）将操作放大器的输出电压与输入信号相连，并通过电容和电阻控制输出波形。

测试与调节：完成方波和三角波发生器的设计后，可以进行测试和调节，以确保输出信号的准确性和稳定性。

可以使用示波器来观察和测量输出波形，并通过调节电路中的电阻和电容来调节输出波形的频率和幅度。

此外，还可以根据需要进行性能优化和稳定性测试，以确保方波三角波发生器的正常工作。

总结：本文介绍了方波三角波发生器的设计思路和步骤。

方波三角波发生器的设计涉及了电路设计、参数选择、测试和调节等方面的知识，需要对电路原理和信号处理有一定的了解和掌握。

通过设计方波三角波发生器，我们可以产生方波和三角波信号，为实际应用提供了便利。

方波-三角波波形发生器的设计课程设计的目的《计算机电子线路制图课程设计》是学习课程之后的综合性实践教学环节。

目的是通过解决简单的实际问题巩固和加深在《计算机电子线路制图》课程中所学的理论知识和实验技能。

训练学生综合运用学过的电子设计自动化技术基础知识，在教师指导下完成查找资料，选择、论证方案，设计电路，运行仿真，设计印制电路板，分析结果，撰写报告等工作。

使学生初步掌握利用电子设计自动化工具设计电子电路的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力，为后续课程的学习、毕业设计和毕业后工作打下一定的基础。

关键词：方波、三角波、积分器、比较器一、设计方案论证1、概述由集成运放构成的方波和三角波发生器的电路形式很多，但通常由滞回比较器和积分电路构成。

按积分电路的不同，又可以分为两种类型：一类是由普通的RC积分电路组成，另一类由恒流充放电的积分电路和滞回比较器组成。

常用的方波和三角波发生电路是由集成运放组成的积分器和滞回比较器组成的，由于采用了由集成运算放大器组成弄鬼的积分器，电容C始终处在恒流充放电状态，使三角波和方波的性能得到很大的改善，不仅能得到线性度较理想的三角波，而且也便于调节振荡频率和幅度。

1.1设计任务：设计制造能产生方波、三角波的波形发生器并制作电路板1.2设计要求：1、频率在200Hz- 2kHz且连续可调2、方波幅值为15V3、三角波幅值为20V4、各种波形幅值均连续可调5、组装和调试设计的电路，使电路产生振荡输出。

频率稳定度较高。

当输出波形稳定且不失真时，测量输出频率的上限和下限。

检验该电路是否满足设计指标，若不满足，改变电路参数值，产生方波、三角波的方案有多种，本次实验主要采用由电压比较器和积分器同时产生方波和三角波。

其中电压比较器产生方波，对其输出波形进行一次积分产生三角波。

该电路的优点是十分明显的：1、线性良好、稳定性好；2、频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便地连续地改变频率，而且频率改变时，幅度恒定不变；3、三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其他波形。

目录前言 (2)一．设计任务与要求 (3)二．方案设计 (3)三. 单元电路设计与参数的计算 (3)四. 总原理图及元件清单 (8)五．性能分析： (9)六. 总结与心得体会 (10)参考文献 (11)方波三角波发生器的设计与制作前言函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波（锯齿波）、方波（矩形波）、阶梯波等电压波形的电路或仪器。

电路形式可以采用由运放及分立元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。

根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本课题介绍方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法。

产生方波、三角波和正弦波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过比较器电路变换成方波，再通过积分电路变换成三角波；依然可以首先产生方波、三角波，然后再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波。

波形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。

本次课程设计使用的发生器可产生三角波、方波等多种波形，波形的周期可以用程序改变，并可根据需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑等优点。

一．设计任务与要求1．设计一个函数发生器，要求输出波形为正弦波—方波—三角波；2．要求频率范围：方波10～100Hz,正弦波1KHz～10KHz,三角波100Hz～1KHz； 3．频率连续可调，线性失真小。

二．方案设计在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都学要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。

信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。

该函数发生器要求能输出频率范围可调的正弦波，方波和三角波，能够很好的实现本次试验的目的，将一些线性和非线性的元件与集成运放组合，输出性能良好的波形。

要求分析：由正弦波，方波或三角波的发生器产生相应的信号，通过相互转换实现多种波形的输出。

太原理工大学现代科技学院电路CAD 课程设计题目波形发生器摘要课设目的：设计一个能产生方波和三角波的波形发生器课设要求：使用集成运放设计一个波形发生器，产生一个频率为f o= 5 kHz的方波，其电压幅度为+V s = |－V s| = 14V。

同时产生一个频率为f o = 5kHz的三角波，其幅度为+Vt = |－V t| = 5V。

课设所用软件：protel 99 se 、EWB 课设原理图：AbstractCurriculum design purpose ：Design a can produce square and triangular wave waveform generator ；Course design requirements ：Use of integrated op-amp design a waveform generator, produce a frequency for fo = 5 kHz square wave, the voltage amplitude for + Vs = | - Vs | = 14 v. At the same time create a frequency for fo = 5 KHZ triangular wave, its amplitude for + Vt = | - Vt | = 5 v ；The course design of software ：protel 99 se 、EWB Curriculum design principle diagram ：目 录一、设计任务与要求1．方波发生器设计方波发生器电路三角波发生器电路电源电路波形发生器方框图Square waveTriangular wavePowerBlock diagram2．三角波发生器设计3．电源电路设计4. 使用软件5. 工作分配情况二、方案设计与论证三、单元电路设计与参数计算四、总原理图及元器件清单1．总原理图2．用Protel绘制的原理图生成网络表3．用Protel绘制的PCB板4. 元件清单及封装五、结论与心得一、设计任务与要求1. 方波发生器设计；2. 三角波发生器设计；3. 电源电路设计。

162实验五 方波、三角波发生器的设计一．实验目的1． 学习方波、三角波发生器的设计方法。

2． 进一步培养电路的安装与调试能力。

二．预习要求1． 复习教材中波形发生电路的原理。

2．根据所给的性能指标，设计一个方波、三角波发生器，计算电路中的元件参数， 画出标有元件值的电路图，制定出实验方案，选择实验仪器设备。

3．写出预习报告。

三．实验原理方波、三角波发生器由电压比较器和基本积分器组成，如图1所示。

运算放大器A 1与R 1、R 2、R 3 及R w1、D z1、D z2组成电压比较器；o2 运算放大器A 2与R 4、R w2、R 5、C 1 及C 2组成反相积分器，比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，构成能自动产生方波、三角波的发三角波发生电路）。

图1 方波、三角波发生器电路图 电路参数：1．方波的幅度： U o1m = U z （1）2．三角波的幅度： z w m o U R R R U 1322+= （2） 3．方波、三角波的频率： CR R R R R f w w )(424213++= （3） 其中C 可选择C 1或C 2。

从式（2）和（3）可以看出，调节电位器R w1可改变三角波的幅度，但会影响方波、三角波的频率；调节电位器R w2可改变方波、三角波的频率，但不会影响方波、三角波的幅度。

四．方波、三角波发生器的设计方法方波、三角波发生器的设计，就是根据指标要求，确定电路方案，选择运放和电源电压，计算电路元件的数值。

163设计举例要求设计一个方波、三角波发生器，性能指标如下：输出电压：U o1p-p ≤ 10V （方波），U o2p-p = 8V （三角波）输出频率：100Hz ~ 1kHz ，1kHz ~ 10 kHz波形特性：方波t r <10μs （1kHz ，最大输出时），三角波γ∆ < 2 % 。

设计步骤：1． 确定电路，选择元器件。

选择图1所示电路，其中：A 1、A 2为μA741（或HA1741）集成运算放大器，R w1、R w2为电位器；取电源电压+E c = +15V ，- E c = -15V ，由于方波电压的幅度由稳压管D z1、D z2的值决定。

某文理学院物理与机械电子工程学院课程设计报告专业班级课程电子技术课程设计题目方波三角波波形发生器的设计学号学生某指导教师2013年12某文理学院机械电子工程系课程设计任务书学生某专业班级学号指导教师职称教研室自动化课程电子技术课程设计题目方波、三角波波形发生器的设计任务与要求任务：设计能产生方波、三角波波形信号输出的波形发生器。

1．输出的各种波形工作频率X围0.02Hz～10k Hz连续可调；2．方波幅值10V；3．三角波峰-峰值20V；各种输出波形幅值均连续可调；4．设计电路所需的直流电源。

要求：1.根据设计任务和指标，初选电路；2.通过调查研究、设计计算，确定电路方案。

开始日期 2013.12.13 完成日期 2013.12.272013年 12 月 27 日目录设计目的 (4)设计任务和要求 (4)总体设计方案 (5)功能模块设计与分析 (10)电路的安装与调试 (14)实验仪器及元器件清单 (14)心得体会 (16)一、设计目的1.掌握方波—三角波产生电路的设计方法及工作原理；2.掌握电子系统的一般设计方法；3.掌握常用原件的识别和测试；4.掌握模拟电路的安装测量与调试的基本技能；5.培养实事求是，严谨的工作态度和严肃的工作作风。

二、设计任务和要求任务：设计能产生方波、三角波波形信号输出的波形发生器。

1.方波幅值10V；2.输出的各种波形工作频率X围0.02Hz~10k Hz连续可调；3.三角波峰-峰值20；各种输出波形幅值均连续可调；4.设计电路所需的直流电源。

要求：1.根据设计任务和指标，初选电路；2.通过调查研究、设计计算，确定电路方案。

三．总体设计方案方案一，框图如下图1所示：正弦波信号方波信号三角波信号图1 多种波形发生器原理框图（方案一）文氏桥振荡器（RC串-并联正弦振荡器）产生正弦波输出，其主要特点是采用RC串-并联网络作为选频和反馈网络，其振荡频率为f=1/(2πRC)，改变RC的值，可得到不同频率的正弦信号输出。

沈阳大学沈阳大学沈阳大学课程设计说明书No 4沈阳大学课程设计说明书No 5沈阳大学课程设计说明书No 6三、设计方案的确定（一）原理图图4 方波—三角波发生器的原理图（二）设计的主要参数数据 所示的三角波发生电路中，稳压管的稳压值 6.3Z U V =±,电阻120R =KΩ,225.2R =KΩ,33R =KΩ,45105R R ==KΩ,0.003C F μ=。

（三）设计主要测试点观察01U 和O U 的波形图，以及查看电压的幅值以及振荡周期的值。

（四）设计电路的模拟软件Multisim 7Multisim 是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics 简称IIT 公司)推出的以Windows 为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

可以使用Multisim 交互式地搭建电路原理沈 阳 大 学课程设计说明书 No 7沈阳大学课程设计说明书No 8四、测试方案（一）方波—三角波发生器原理图图5 方波—三角波发生器的连接线框图表1 实验设备及用途序号名称主要用途1 A741集成运放电路元件2 XSC1示波器观察、测量波形3 电阻、电容、电位计电路元件（二）步骤1.选用测试用的工具，如电阻、稳压管等，按照原理图进行连接电路。

2.双击每个元件，对元件进行赋值及设置元件参数。

3.在对设计的方波—三角波发生器检查无误后，使用Multisim7仿真软件进行仿真。

4.双击XSC1示波器观察U O1及U0的输出波形及幅值、周期。

5.仿真结束后，单击工具栏中的“仿真”，选择“分析”中的“瞬态分析”对其进行仿真。

6.根据所显示的数据，进行计算，将其与理论值比较，进行误差分析。

沈阳大学课程设计说明书 No 9 五、测试验证结果（一）用Multisim 7对电路进行波形仿真检查电路无误后，首先点击工具栏中的“显示记录仪”，再点击工具栏中的“运行/停止分析”，察看所显示的波形。

模拟电路提高性实验学院：科目：指导老师：学生：学号：班级：波形发生及转换器一、实验任务要求用面包板搭建一个波形发生及转换器，测试满足要求后，在电路板上焊接出来。

指标要求如下：1.±12V直流电源供电，输出3路波形：正弦波、方波和三角波.2.信号频率1kHz,3种波形幅度均为±4V.3.信号频率和幅度连续可调，尽量减小波形失真.二、方案论证产生正弦波、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。

本实验采用先产生正弦波，再将正弦波转换为方波，最后将方波转换为三角波的电路设计方法首先，±12V直流电源供电给运放，产生正弦波，本实验使用文氏振荡电路作为第一级电路，通过调节50kΩ的电位器将部分输出电压叠加反馈到输入电路；第二级使用滞回比较器将正弦波转换为方波，同时通过10kΩ和20kΩ的电阻串联取出部分电压反馈到输入，但本级电路无法调节输出的方波幅度；第三级为反相求和运算电路，使得输入的方波幅度可调；第四级通过一个积分运算电路将方波转变为三角波，取第三级的输出为输入，并通过50kΩ的电位器调节三角波的幅度。

本实验中除了第一级的两个200kΩ的可调电位器用来调节幅度外，其余50kΩ的电位器均是用来调节幅度，使得正弦波、方波、三角波三种波形的幅度可调范围较大，而且本电路均引入反馈，尽量减小波形失真。

三、实验电路图及说明说明：第一级为RC桥式正弦波振荡电路，两个200kΩ的电位器接入电路的电阻相同，作用为调节正弦波的频率；50kΩ的电位器的作用是调节幅度。

第二级为滞回比较器(正弦波->方波)，输出方波，但幅度不可调节。

第三级为反相求和运算电路，通过50kΩ的电位器调节方波的幅度。

第四级为积分运算电路，将输入的方波转变为三角波，同时也通过50kΩ的电位器调节三角波的幅度。