三角波发生器实验报告

绪论波形发生器亦称函数发生器，作为实验用信号源，是现今各类电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。

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。

而由硬件电路组成的低频信号其性能难以人中意，而且由于低频信号源所需的RC专门大；大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证；体积大，漏电，损耗显著更是其致命的弱点。

一旦工作需求功能有增加，那么电路复杂程度会大大增加。

那个地址介绍一个以STC89C52单片机为核心设计的低频函数信号发生器。

信号发生器采纳数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自概念波形,如正弦波、方波、锯齿波、三角波、梯形涉及其他任意波形，波形的频率在必然范围内可任意改变。

波形和频率的改变通过软件实现。

本文介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部份的设计原理。

本系统理论能够产生最高频率750HZ的波形。

该信号发生器具有体积小、价钱低、性能稳固、功能齐全的优势。

设计选题及任务设计题目：三角波信号发生器任务与要求：设计一个基于单片机的三角波信号发生器，能够以1KHZ稳固输出三角波信号。

大体要求：1.产生稳固的频率为1KHZ的三角波。

2.三角波信号发生器是在单片机上实现的。

3.扩展要求：自选系统设计一：芯片选择目前市面上常见的单片机有51,avr,pic,freescale等等，相关于其他几款单片机，51单片机具有经常使用，简单易操纵，本钱低，性能稳固，芯片利用率高等优势。

目前生产51单片机芯片的厂商有AT、Philips、Winbond、Intel、Siemens、STC 等。

相关于其他厂商生产的同类型芯片， STC89C52单片机具有电路简单，易操纵，性价比较高等优势。

二：系统概述（1）：系统框图如图1-1所示图1-1 系统流程设计图三：各芯片引脚说明（1）STC89C52引脚图如图2-1所示图2-1 STC89C52引脚图STC89C52RC引脚功能说明VCC（40引脚）：电源电压VSS（20引脚）：接地P0端口（～，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。

`三角波发生电路的原理如图所示：由R1、R2、Q1、Q2组成对电容C2充电的恒流源1；由R3、R4、Q3、Q4组成对电容C2放电的恒流源2。

1、上电的瞬间，C2的电压为0V （对GND ），NE555的3脚为高电平（即电压为VCC ）（具体看NE555资料），所以D1导通，D4截至，D3导通，D2截至。

恒流源1通过D1对电容C2进行线性充电，充电电流为I 。

t CI dt C I dt C I Vc ===⎰⎰2 C 为电容的容量可以看出，以恒定电流I 对电容充电，其两端电压和时间t 成一次函数的关系，即线性关系，即得到三角波的上升沿；2、当电容C2两端电压达到电源电压的2/3时，即对2脚和6脚同时施加了2/3*VCC 的电压，NE555的3脚变为低电平（即电压为GND ），此时，D3截至，D4导通，D1截至，D2导通，电容C2通过D2，恒流源2线性放电，得到三角波的下降沿；3、当电容C2的电压降到电源电压的1/3以下时，重复1的过程，又开始对电容充电，就这样周而复始的线性充电、线性放电形成了周期性的三角波。

4、从以上分析可知：产生的三角波含有一个直流成分，即电源电压的1/3。

5、而3脚周期性的高电平、低电平，即为一方波。

其频率和三角波频率一样。

6、关于电流)2100/()21/(R Vbe R R Vbe I +=+=这里的Vbe 是三极管基极和发射极的电压，为一常数，其数值需要实际测量。

令R2 = R4，即可以得到相等的充电电路和放电电流，这样三角波才左右对称。

7、关于周期的计算由上面的推导可知，充电和放电过程各占周期的1/2，在半个周期内电容C2的电压上升了或下降了1/3*VCC 由上面推出的公式可以得：231T C I Vcc = 既可解出T ，在用Tf 1=可以计算出频率。

例如：按图给定的参数，R2 = 200，C2=1nF ，这里我们给定Vbe=1.5V ，Vcc=12V mA I 52001005.1=+= us C Vcc T 19.2105310122I 323--9=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯= 52083Hz 1==Tf 这里注意要统一单位：时间（s ）、电流（A ）、电容（F ）、电阻（Ω）。

专业：实验报告姓名：学号：日期：课程名称：电路与模拟电子技术实验指导老师：张冶沁成绩：实验名称：波形发生器电路分析与设计实验类型：电路实验同组学生姓名：一、实验目的和要求：桥式正弦振荡电路设计1.正弦波振荡电路的起振条件。

2.正弦波振荡电路稳幅环节的作用以及稳幅环节参数变化对输出波形的影响。

3.选频电路参数变化对输出波形频率的影响。

4.学习正弦振荡电路的仿真分析与调试方法。

B.用集成运放构成的方波、三角波发生电路设计1.掌握方波和三角波发生电路的设计方法。

2.主要性能指标的测试。

3.学习方波和三角波的仿真与调试方法。

二、实验设备：示波器、万用表模电实验箱三、实验须知：1． RC桥式正弦波振荡电路，起振时应满足的条件是：闭环放大倍数大于3，即 R f >2R1，引入正反馈3． RC桥式正弦波振荡电路的振荡频率:RC桥式正弦波振荡电路，稳定振荡时应满足的条件是：电路中有非线性元件起自动稳幅的作用4． RC桥式正弦波振荡电路里C的大小：f01/(2π RC)C5． RC桥式正弦波振荡电路R1 的大小：6． RC桥式正弦波振荡电路 R2 的大小：R1=15kΩR2=Ω7．RC桥式正弦波振荡电路是通过哪几个8．波形发生器电路里 A1的输出会不会元器件来实现稳幅作用的随电源电压的变化而变化答：配对选用硅二极管，使两只二极答：A1输出不会改变，电源电压的变管的特性相同，上下对称，根据振荡化通过选频网络调节，不影响放大和幅度的变化，采用非线性元件来自动稳幅环节改变放大电路中负反馈的强弱，以实现稳幅目的8．波形发生器电路里v01的输出主要由谁9．波形发生器电路里， R 和 C的参数大决定，当电源电压发生变化时，它会小会不会影响 v0的输出波形答：发生变化吗会影响，而且 v o的频率和幅值都由答：由两只二极管决定，电源电压变RC决定，因为 R和 C的回路构成选频化时， V 不会变化网络o1四、实验步骤：A． RC桥式正弦波振荡电路：原理图：1．PSpice 仿真波形：示波器测量的波形：T=616us，v pp，v RMS667mV根据实际波形，比较实际数据和理论数据之间的差异：理论周期为650us，略大于试验数据，但非常接近，由于实际电阻和二极管的线性或非线性特性与理想状态有所不同，在误差允许范围内认为符合要求2．改变R2的参数（减小或增大R2），使输出v0从无到有，从正弦波直至削顶，分析出现这三种情况的原因和条件。

课程名称：电工电子学实验指导老师：实验名称：集成运算放大器及应用(二)波形发生及脉宽调制一、实验目的1.掌握用集成运放构成的方波、三角波发生器的工作原理和性能。

2.了解压控脉宽调制电路的组成和工作原理。

二、主要仪器设备1.XJ4318型双踪示波器2.HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源3.MDZ－2型模拟电子技术实验箱4.运放、时基电路实验板5.万用表三、实验内容图13-11.波形发生电路(1)按图13-1连接A1和A2二级电路，将电位器R P1的滑动头调至最右端(即R P1=0)，用双踪示波器同时观察并记录u o1及u o2的波形。

注意两个波形的相位，将波形画在时间轴取值一致并对齐的两个坐标系内，以便分析工作原理。

测量并记录u o1和u o2的频率及幅值。

(2)保持R P1=0、R2=100kΩ不变，将R1改为51kΩ，重复1)的实验内容。

(3)保持R1=R2=100kΩ，调节电位器R P1，重复1)的实验内容。

数据记录表：2.脉宽调制电路保持R 1=R 2=100kΩ，R P1=0。

(1)按图13-1连接好A 3组成的脉宽调制电路。

(2)把u o2作为脉宽调制电路的输入电压，根据表13-1改变参考电压U R 值完成各项内容的测试。

(注意：和U 是指在保证有u 波形的情况下，U 的最大调节范围)表13-1四、实验总结1.将波形发生电路中的实测值与理论估算值相比较并讨论结果。

由于u o1的幅值没有已知的数据可以计算，而又因其周期与u o2(理论值和实验值都)完全相同，因此此处只对u o2进行实验值与理论值的比较。

理论值计算公式：u o2=U z R 1/R 2 T=4R f C f R 1/R 2的理论值使用u 相应的幅值计算)据上表可见，各组实验值与理论值都有一定的差距，分析原因如下：(1).理论值是根据在理想情况下求得的公式来计算的，而实际上有些因素不能达到理想条件，不能忽略，因而产生较大偏差。

长春理工大学国家级电工电子实验教学示范中心学生实验报告——学年第学期实验课程实验地点学院专业学号姓名实验项目 方波三角波发生电路的设计及仿真实验时间 实验台号 预习成绩报告成绩一、实验目的1、学习用集成运算放大器构成的方波和三角波发生电路的设计方法。

2、学习方波和三角波发生电路主要性能指标的测试方法。

二、实验原理1．方波和三角波发生电路型式的选择由集成运放构成的方波和三角波发生器的电路型式较多，但通常它们均由滞回比较器和积分电路组成。

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

简单的方波和三角波发生电路如图3-1所示。

其特点是线路简单，但性能较差，尤其是三角波的线性度很差，负载能力不强。

该电路主要用作方波发生器，当对三角波要求不高时，也可选用这种电路。

图3-1 简单的方波和三角波发生电路更常用的三角波和方波发生电路是由集成运放组成的积分器与滞回比较器组成，如图3-2所示。

由于采用了由集成运放组成的积分器，电容C 始终处在恒流充、放电状态，使三角波和方波的性能大为改善，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。

图3-2 方波和三角波发生电路分析图3-2电路可知，方波和三角波的振荡频率相同，其值为：1241R R RC f ⋅=。

方波的输出幅度VCC 5 0 DC 12VEE 6 0 DC -12X1 0 2 5 6 4 UA741X2 8 0 5 6 9 UA741C1 2 4 1U.MODEL DMOD D IS=2E-14 RS=3 BV=4.85 IBV=1UA .LIB EVAL.LIB*V4 4 0 1*.DC V4 -5 5 0.01*.DC V4 5 -5 0.01.TRAN 5US 12MS.PROBE.END1、运行.TRAN语句，可获得：图3-3 输出方波电压波形图3-4 输出三角波电压波形2、运行.DC 语句, 可获得：（1）运行第1个.DC 语句（2）运行第2个.DC 语句图3-5 滞回比较器的电压传输特性。

波形发生电路实验报告波形发生电路实验报告摘要：本实验旨在研究和分析波形发生电路的工作原理和性能特点。

通过实验测量和观察，我们对波形发生电路的输出波形、频率范围、失真程度等进行了详细的分析和评估。

实验结果表明，波形发生电路在一定条件下能够产生稳定且准确的波形输出，具有广泛的应用前景。

引言：波形发生电路是电子技术领域中常用的一种电路，它能够产生各种不同形状的波形信号，如正弦波、方波、三角波等。

波形发生电路在通信、音频处理、测试测量等领域都有广泛的应用。

本实验旨在通过实际操作和测量，深入了解波形发生电路的工作原理和性能特点。

实验步骤：1. 准备实验所需的电路元件和仪器设备，包括电源、信号发生器、示波器等。

2. 搭建波形发生电路，根据实验要求选择合适的电路拓扑结构和元器件数值。

3. 连接电路并接通电源，调节信号发生器的频率和幅度，观察并记录示波器上的波形输出。

实验结果与分析：通过实验观察和测量，我们得到了不同频率下的波形输出结果。

首先，我们观察到在正弦波发生电路中，输出的波形基本上是一个周期性的正弦曲线。

随着频率的增加，波形的周期变短，频率越高。

接下来，我们研究了方波发生电路。

方波波形具有快速上升和下降的边沿，以及相对较长的高电平和低电平时间。

通过调节电路参数，我们可以改变方波的占空比，即高电平和低电平时间的比例。

除了正弦波和方波，我们还研究了三角波发生电路。

三角波的波形呈线性变化，具有快速上升和下降的边沿。

通过调节电路参数，我们可以改变三角波的上升和下降时间，从而改变波形的斜率。

通过对不同类型波形发生电路的实验观察和测量，我们发现波形发生电路在一定条件下能够产生稳定且准确的波形输出。

然而，在实际应用中，波形发生电路可能会受到电源噪声、元器件非线性等因素的影响，导致输出波形出现失真。

因此，在设计和应用波形发生电路时，需要考虑这些因素并采取相应的措施进行补偿和校正。

结论：本实验通过实际操作和测量，深入研究了波形发生电路的工作原理和性能特点。

北京邮电大学课程头验报告课杲程名称：电子测量与电子电路设计题目：函数信号发生器院系: 电子工程学院电子科学与技术专业班级2013211209学生姓名：刘博闻学号2013211049指导教师：咼惠平摘要函数信号发生器广泛地应用于各大院校和科研场所。

随着科技的进步，社会的发展，单一的函数信号发生器已经不能满足人们的需求，本实验设计的正是多种波形发生器。

本实验由两个电路组成，方波—三角波发生电路和三角波—正弦波变换电路。

方波一三角波发生电路由自激的单线比较器产生方波，通过RC积分电路产生三角波，在经过差分电路可实现三角波—正弦波的变换。

本电路振荡频率和幅度用电位器调节，输出方波幅度的大小由稳压管的稳压值决定；而正弦波幅度和电路的对称性也分别由两个电位器调节，以实现良好的正弦波输出图形。

它的制作成本不高，电路简单，使用方便，有效的节省了人力，物力资源，具有实际的应用价值。

关键词：三角波方波正弦波幅度调节频率调节设计要求 (1)1 •前言 (1)2. 方波、三角波、正弦波发生器方案 (1)2.1原理框图 (1)2.2系统组成框图 (2)3. 各组成部分的工作原理 (2)3.1方波-三角波产生电路的工作原理 (2)3.2三角波-正弦波转换电路的工作原理 (4)3.3总电路图 (6)4. 用Mutisim电路仿真 (7)4.1方波一三角波电路的仿真 (7)4.2方波一正弦波电路的仿真 (8)5电路的实验结果及分析 (9)5.1方波波形产生电路的实验结果 (9)5.2方波---三角波转换电路的实验结果 (10)5.3正弦波发生电路的实验结果 (11)5.4实验结果分析 (12)6. 实验总结 (12)7. 仪器仪表清单 (13)7.1所用仪器及元器件： (13)7.2仪器清单表 (13)8. 参考文献 (16)9. 致谢 (166)方波一三角波一正弦波函数信号发生器设计要求1. 设计制作一个可输出方波、三角波、正弦波信号的函数信号发生器。

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目：正弦波－三角波－方波函数发生器初始条件：具备模拟电子电路的理论知识；具备模拟电路基本电路的设计能力；具备模拟电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。

要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、频率范围三段：10～100Hz，100 Hz～1KHz，1 KHz～10 KHz；2、正弦波Uopp≈3V，三角波Uopp≈5V，方波Uopp≈14V；3、幅度连续可调，线性失真小；4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书时间安排：一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1.综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.1信号发生器概论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.2 Multisim简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21.3集成运放lm324简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32.方案设计与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.1方案一．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.2方案二．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.3方案三．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53.单元电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3.1正弦波发生电路的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3.2正弦波变换成方波的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 3.3方波变换成三角波的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．93.4正负12V直流稳压电源的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．104.电路仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．124.1总波形发生电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．124.2正弦波仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．134.3方波仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．144.2三角波仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．145.实物制作与调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．155.1焊接过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．155.2 实物图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．155.3调试波形．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．186.数据记录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．197.课设总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．208.参考书目．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．219.附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22 本科生课程设计成绩评定表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．241.综述1.1信号发生器概论在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，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。