方波-三角波-正弦波-锯齿波发生器
实验六-方波—三角波—正弦波函数发生器
实验六-方波—三角波—正弦波函数发生器
六.方波-三角波-正弦波函数发生器
一、实验目的
函数信号发生器是一种可以同时产生正弦波、三角波和方波信号电压波形的电路,调节外部电路参数,还可以获得占空比可调的锯齿波、阶梯波等信号的电压波形。本实验主要是掌握方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法。
二、设计任务要求
频率范围:100~1000Hz,1000~10000Hz
输出电压:
方波V pp≤24V
三角波V pp=6V
正弦波V pp=1V
波形特征:
方波t r<100μs
三、实验原理
本实验方波-三角波-正弦波的设计电路如下图所示:
由比较器、积分器和反馈网络组成振荡器,比较器所产生
的方波通过积分器变成三角波,最后利用差分放大器传输特性曲线,将三角波转换成正弦波。
具体的电路设计如下图所示,三角波-方波产生电路是把比较器与积分器首尾相连,而三角波-正弦波的变换电路采用的是单端输入-单端输出差动放大电路输入输出方式。下面将仔细分析两个子电路。
①方波-三角波产生器
方波-三角波产生器有很多种,此次试验是采用把比较器和积分器首尾相连构成方波-三角波产生器
的方式,具体分析电路如下所示:
集成运放A 2的输出信号三角波V O2为A 1的输入信号V 1,又因为A1的反相端接地,可得三角波输出V O2的峰值V O2m 为
V O2m =Z
P V R R R 1
3
2
+
式中的V Z 为方波的峰值电压。
因积分电路输出电压从0上升到V 1m 所需时间为1/4T,故
RC
T V dt R V C
V R R R V Z T
Z Z P M
方波——三角波——正弦波函数信号发生器
目录之邯郸勺丸创作
1 函数发生器的总方案及原理框图 (1)
1.1 电路设计原理框图 (1)
1.2 电路设计方案设计 (1)
2设计的目的及任务 (2)
2.1 课程设计的目的 (2)
2.2 课程设计的任务与要求 (2)
2.3 课程设计的技术指标 (2)
3 各部分电路设计 (3)
3.1 方波发生电路的工作原理 (3)
3.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (3)
3.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (6)
(8)
3.5 总电路图 (10)
4 电路仿真 (11)
4.1 方波---三角波发生电路的仿真 (11)
4.2 三角波---正弦波转换电路的仿真 (12)
5电路的装置与调试 (13)
5.1 方波---三角波发生电路的装置与调试 (13)
5.2 三角波---正弦波转换电路的装置与调试 (13)
5.3 总电路的装置与调试 (13)
5.4 电路装置与调试中遇到的问题及分析解决方法 (13)
6电路的实验结果 (14)
6.1 方波---三角波发生电路的实验结果 (14)
6.2 三角波---正弦波转换电路的实验结果 (14)
6.3 实测电路波形、误差分析及改进方法 (15)
7 实验总结 (17)
8 仪器仪标明细清单 (18)
9 参考文献 (19)
1.函数发生器总方案及原理框图
1.1 原理框图
1.2 函数发生器的总方案
函数发生器一般是指能自动发生正弦波、三角波、方涉及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途分歧,有发生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件(如低频信号函数发生器S101全部采取晶体管),也可以采取集成电路(如单片函数发生器模块8038)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题采取由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。
锯齿波发生器 正弦波、方波、三角波发生器
4.1.2正弦波、方波、三角波发生器
4.1.3
数字定时器
4.1.4
单脉冲控制移位寄存器 (扭环型计数器)
4.1.5
移位寄存器型环型计数器
vC
2 3
VCCBaidu Nhomakorabea
1 3
VCC
O
t
vO
tPL
tPH
O
t
555多谐振荡器波形
基于LM324的方波、三角波、正弦波发生器(含原理图)讲解
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、Multisim
Abstract
This 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.
正弦波 方波 三角波发生电路
正弦波方波三角波发生电路----9eef9958-7160-11ec-a078-
7cb59b590d7d
正弦波方波三角波发生电路
正弦波&周期;方波&周期;三角波产生电路
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,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:
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中产生自激的条件非常相似。然而,在负反馈放
大器电路中,信号频率到达通带的两端,导致足够的附加相移,从而使负反馈变为正反馈。正反馈加到振荡电路中。振荡建立后,它只是一个频率的信号,没有额外的相移。
(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
方波——三角波——正弦波函数信号发生器
1函数发生器的总方案及原理框图(1)
1.1电路设计原理框图(1)
1.2 电路设计方案设计(1)
2 设计的目的及任务(2)
2.1 课程设计的目的(2)
2.2课程设计的任务与要求(2)
2.3课程设计的技术指标(2)
3 各部分电路设计(3)
3.1方波发生电路的工作原理(3)
3.2方波---三角波转换电路的工作原理(3)
3.3三角波---正弦波转换电路的工作原理,,,,,,,(6)
3.4电路的参数选择及计算(8)
3.5 总电路图(10)
4 电路仿真(11)
4.1方波---三角波发生电路的仿真(11)
4.2三角波---正弦波转换电路的仿真(12)
5 电路的安装与调试(13)
5.1方波---三角波发生电路的安装与调试(13)
5.2三角波---正弦波转换电路的安装与调试,,,,,,,(13)
5.3总电路的安装与调试(13)
5.4电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法,,,,(13)
6 电路的实验结果(14)
6.1方波---三角波发生电路的实验结果(14)
6.2三角波---正弦波转换电路的实验结果(14)
6.3实测电路波形、误差分析及改进方法(15)
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, (17)7 实验总结
8 仪器仪表明细清单(18)
9 参考文献(19)
1. 函数发生器总方案及原理框图
1.1原理框图
1.2函数发生器的总方案
函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件(如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),
第八章波形发生器详解
uo
uo
T1
T2
- + + A1
R2
R R02
- + + A2
UH
UL T
t
R1
1 T1 U OM dt U H U L 0 RC 1 T2 U d t U U OM L H RC 0
T1 T2 0.5T
1 0.5T R1 U OM dt 2 U om 0 RC R2
R R3 + –C - + + R4 R1 R2
- + +
uo
uo uc
改变三角波发生器中 积分电路的充放电时间常 数,使放电的时间常数为0, uo 即把三角波发生器转换成 了锯齿波发生器。
uc
t t
(7-20)
R R3
+ –C - + +
- + +
R4 R2
uo
R1
1 T R1 U Z dt 2 UZ 0 RC R2
X Ao o AF X 1 Ao F i
(7-28)
X d
X f
基本放大 电路Ao
X o
反馈电路
F
X X d f
FX , X f o
FAo=1 自激振荡的条件
正弦波、方波、三角波发生电路解析
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 =f
方波三角波正玄波函数发生器设计方案
路则法---2902230674 方波-三角波-正玄波函数发生器设计
目录
1 函数发生器的总方案及原理框图
1.1 电路设计原理框图
1.2 电路设计类型
2设计的目的及任务
2.1 课程设计的目的
2.2 课程设计的任务与要求
2.3 课程设计的技术指标
3部分选择电路及其原理
3.1集成函数发生器8038简介
.2 方波---三角波转换电路的工作原理
4 电路仿真
4.1 方波---三角波发生电路的仿真
4.2 三角波---正弦波转换电路的仿真
4.3正弦波---方波---三角波电路输出
5电路的原理
5.1电路图及元件原理
5.2 电路各部分作用
5.3 总电路的安装与调试
6心得体会
8 仪器仪表明细清单
9 参考文献
1.函数发生器总方案及原理框图
一、主原理框图
1.1 555定时器的工作原理
555定时器是一种功能强大的模拟数字混合集成电路,其组成电路框图如图22.32所示。555定时器有二个比较器A1和A2,有一个RS触发器,R和S高电平有效。三极管VT1对清零起跟随作用,起缓冲作用。三极管VT2是放电管,将对外电路的元件提供放电通路。比较器的输入端有一个由三个5kW电阻组成的分压器,由此可以获得和两个分压值,一般称为阈值。555定时器的1脚是接地端GND,2脚是低触发端TL,3脚是输出端OUT,4脚是清除端Rd,5脚是电压控制端CV,6脚是高触发端TH,7脚是放电端DIS,8脚是电源端VCC。555定时器的输出端电流可以达到200mA,因此可以直接驱动与这个电流数值相当的负载,如继电器、扬声器、发光二极管等。
2、单稳类电路
基于LM324的方波、三角波、正弦波发生器(含原理图)讲解
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、Multisim
Abstract
This 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.
函数信号发生器模拟电路课程设计3
《模拟电子技术基础》课程设计任务书
设计题目
方波-三角波-正弦波函数发生器设计
要求设计制作一个方波-三角波-正弦波频率范围100Z H ~1K Z H ,频率可调。 实验仪器设备:示波器,万用表,直流稳压源,毫伏表
设计步骤与要求:
(1) 根据设计要求,查阅相关资料,提出理论设计方案,画出电路原理图;
(2) 根据已知条件及性能指标要求,选择元器件的型号及参数,并列出材料清单,画出
电路连线图;
(3) 将元器件安装在通用电路板,确认布线合理后再进行元器件的焊接。
(4) 测试性能指标,调整与修改元件参数值,使其满足电路设计要求,将修改后的元件
参数值标在设计的电路图上。
(5) 上述各项完成后,再进行一些实验研究和讨论。
(6) 所有实验完成后,写出规范的设计报告。
目 录
1 函数发生器的总方案及原理框图 (4)
1.1函数发生器的总方案论证 (4)
1.2原理框图 (4)
2设计的目的及任务 (5)
2.1 课程设计的目的 (5)
2.2 课程设计的任务与要求 (5)
2.3 课程设计的技术指标 (5)
3元器件选择 (6)
4 各组成部分的工作原理及实现功能
4.1 方波发生电路的工作原理 (6)
4.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (7)
4.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (10)
4.4电路的参数选择及计算 (12)
4.5 总电路图 (13)
5电路的安装与调试 (14)
5.1 方波---三角波发生电路的安装与调试 (14)
5.2 三角波---正弦波转换电路的安装与调试 (14)
5.3 总电路的安装与调试 (14)
方波三角波正弦波锯齿波
方波三角波正弦波_锯齿波
发生器
This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.
电子工程设计报告
目录
方波—三角波—正弦波函数信号发生器
摘要
波形函数信号发生器广泛地应用于各场所。函数信号发生器应用范围: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。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测量领域,而我设计的正是多种波形发生器。设计了多种波形发生器,该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端,即可组成矩形波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波,三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。其优点是制作成本低,电路简单,使用方便,频率和幅值可调,具有实际的应用价值。
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
而因此电子专业的学生,对函数信号发生器的设计,仿真,制作已成为最基本的一种技能,也是一个很好的锻炼机会,是一种综合能力的锻炼,它涉及基本的电路原理知识,仿真软件的使用,以及电路的搭建,既考验基础知识的掌握,又锻练动手能力。
关键词:振荡电路;电压比较器;积分电路;低通滤波电路
设计要求
1.设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器。
2.输出波形:方波、三角波、正弦波;锯齿波
3.频率范围:在-20KHz范围内且连续可调;
正弦波方波三角波
课程设计名称:设计制作一个方波\三角波\正弦波\锯齿波发生器
摘要
函数信号发生器是一种能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路。该电路可为实验室提供波形频率范围为0.02Hz~20kHz,幅值2v的稳定信号源。大大降低了实验成本,有效的简化了实验的操作步骤,是实验室小型电路信号发生器的理想所选,具有广泛的应用价值。
此信号发生器采用模块化结构,主要由以下三个模块组成,即正弦波发生器模块、方波发生器模块、三角波发生器模块。在设计此函数信号发生器时,采用模块化的设计思想,使设计起来更加简单、容易、条理清晰。同时调试起来也更容易。
经过一系列的分析、准备,本次设计除在美观方面处理得不够得当之外,完成了全部的设计要求。
关键词:函数信号发生器、 LM324、集成运算放大器、晶体管差分放大
目录
前言 (4)
第一章函数发生器的设计要求 (5)
1.1 波形发生器的特点及应用 (5)
1.2 设计任务及要求 (5)
第二章电路设计原理及单元模块 (6)
2.1 设计原理 (6)
2.1 单元模块 (6)
2.1.1 RC选频振荡模块 (6)
2.1.2 过零比较器 (8)
2.3.3 产生三角波模块 (9)
第三章安装与调试 (12)
3.1 电路的安装 (12)
3.2 电路的调试 (12)
3.2 电路的分析 (13)
结论 (14)
参考文献 (14)
附录一 (15)
附录二 (16)
前言
科学技术是第一生产力。三次工业革命使我们的社会发生了翻天覆地的变化,使我们由手工时代进入了现代的电器时代。同时科技在国家的国防事业中发挥了重要的作用,只有科技发展了才能使一个国家变得强大。而作为二十一世纪的主义,作为一名大学生,不仅仅要将理论知识学会,更为重要的是要将所学的知识用于实际生活之中,使理论与实践能够联系起来。
基于LM324的方波、三角波、正弦波发生器(含原理图)讲解
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题目:方波、三角波、正弦波发生器院(系):
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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、Multisim
Abstract
This 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.
方波-三角波-正弦波-锯齿波发生器
电子工程设计报告
目录
设计要求
1.前言 (1)
2方波、三角波、正弦波发生器方案 (2)
2.1原理框图 (2)
3.各组成部分的工作原理 (3)
3.1方波发生电路的工作原理 (3)
3.2方波--三角波转换电路的工作原理 (4)
3.3三角波--正弦波转换电路的工作原理 (6)
3.4方波—锯齿波转换电路的工作原理 (7)
3.5总电路图 (8)
方波—三角波—正弦波函数信号发生器
摘要
波形函数信号发生器广泛地应用于各场所。函数信号发生器应用范围: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。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测量领域,而我设计的正是多种波形发生器。设计了多种波形发生器,该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端,即可组成矩形波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波,三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。其优点是制作成本低,电路简单,使用方便,频率和幅值可调,具有实际的应用价值。
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
而因此电子专业的学生,对函数信号发生器的设计,仿真,制作已成为最基本的一种技能,也是一个很好的锻炼时机,是一种综合能力的锻炼,它涉及基本的电路原理知识,仿真软件的使用,以及电路的搭建,既考验基础知识的掌握,又锻练动手能力。
关键词:振荡电路;电压比较器;积分电路;低通滤波电路
基于LM324的方波、三角波、正弦波发生器(含原理图)..
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。
NIMultisim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NIMultisim,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、Multisim
Abstract
Thispaperintroducesacircuitconnection,toachieveth ebasicfunctionsoffunctiongenerator.Theiraccesstopower ,andthroughthedisplayofwaveformanddata,andgettheresul t.
Avoltagecomparatortoachieveasquarewaveoutput,intu rnconnectedintegratortrianglewave,andthroughthetriang lewave-sinewaveconversioncircuittoseethesinewave,thed esiredsignal.
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方波-三角波-正弦波-锯齿波发生器
电子工程设计报告
目录
设计要求
1.前言 (1)
2方波、三角波、正弦波发生器方案 (2)
2.1原理框图 (2)
3.各组成部分的工作原理 (3)
3.1方波发生电路的工作原理 (3)
3.2方波--三角波转换电路的工作原理 (4)
3.3三角波--正弦波转换电路的工作原理 (6)
3.4方波—锯齿波转换电路的工作原理 (7)
3.5总电路图 (8)
方波—三角波—正弦波函数信号发生器
摘要
波形函数信号发生器广泛地应用于各场所。函数信号发生器应用范围: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。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测量领域,而我设计的正是多种波形发生器。设计了多种波形发生器,该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端,即可组成矩形波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波,三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。其优点是制作成本低,电路简单,使用方便,频率和幅值可调,具有实际的应用价值。
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
而因此电子专业的学生,对函数信号发生器的设计,仿真,制作已成为最基本的一种技能,也是一个很好的锻炼机会,是一种综合能力的锻炼,它涉及基本的电路原理知识,仿真软件的使用,以及电路的搭建,既考验基础知识的掌握,又锻练动手能力。
关键词:振荡电路;电压比较器;积分电路;低通滤波电路
设计要求
1.设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器。
2.输出波形:方波、三角波、正弦波;锯齿波
3.频率范围:在0.02-20KHz范围内且连续可调;
1.前言
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。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形),然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和实
验测试处理中,它不是测量仪器,而是根据使用者的要求,作为激励源,仿真各种测试信号,提供给被测电路,以满足测量或各种实际需要。
波形发生器就是信号源的一种,能够给被测电路提供所需要的波形。传统的波形发生器多采用模拟电子技术,由分立元件或模拟集成电路构成,其电路结构复杂,不能根据实际需要灵活扩展。随着微电子技术的发展,运用单片机技术,通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路,产生数字式的正弦波、方波、三角波、锯齿等幅值可调的信号。与现有各类型波形发生器比较而言,产生的数字信号干扰小,输出稳定,可靠性高,特别是操作简单方便。
2方波、三角波、正弦波发生器方案
2.1原理框图
图1 方波、三角波、正弦波、锯齿波信号发生器的原理框图该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端,即可组成矩形波信号发生
器。然后经过积分电路产生三角波,通过改变方波的占空比不仅可以得到锯齿波,还可得到额外的矩形波。三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。然后将各种信号通过比例放大电路得到需要幅值;峰峰值的信号波
该电路具有结构、思路简单,运行时性能稳定且能较好的符合设计要求,对原器件要求不高,且成本低廉、调整方便,
3.各组成部分的工作原理
3.1 方波发生电路的工作原理
图2 方波信号发生原理
此电路由反相输入的滞回比较器和RC 电路组成。RC 回路既作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC 充、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压+Uz,,U TH2
。输出信号通过R 对电容C 形如图3箭头所示。当该电压上升到 UTH2
时,
电路的输出电压变为-U Z,门限电压也随之变为U TH1,电容C1经电阻R放电。当该电压下降到UTH1时输出电压又回到+Uz,电容又开始正相充电。上述过程周而复始,电路产生了自激振荡。
U
U
图3方波信号发生波形
3.2方波--三角波转换电路的工作原理
1.电路的组成
图4 积分电路产生三角波
根据RC积分电路输入和输出信号波形的关系可知,当RC积分电路的输入信号为方波时,输出信号就是三角波,由此可得,利用方波信号发生器和RC积分电路就可以组成三角波信号发生器。如图4该电路的工作原理是:方波信号发生器输出的方波输入积分电路,在积分电路的输出端得到三角波信号。积分电路的输出端除了输出三角波信号外,还通过电阻R1.Rp1将三角波信号反馈到滞回电压比较器的输入端,将三角波信号整形变成方波信号输出。该电路工作波形图如图5
图5三角波
2.振荡频率
因为,该电路振荡信号的频率与三角波输出信号的幅度有关,所以要确定该电路的振荡频率,必须先确定三角波信号的输出幅度。三角波输出信号的幅度等于滞回电压比较器的阈值电压,根据叠加定理可求出滞回电压比较器的阈值电压为
u+=UOR1/(R1+R2)-UOR2(R1+R2)=u-=0
由此可得输出信号的幅度为:Uom=U TH=R1Uz/R2
设积分电路的输出电压从+Uom到-Uom所需要的时间为t,根据积分电路输出电压和输入电压的关系式可得
2Uom=uo1*t/(C*R4)
即t=2R4*C1*Uom/Uz=2R1*R4*C1/R2
因三角波信号的周期为2t,所以三角波输出信号的频率为
f=R2/(4R1*R4*C1)
3.3三角波--正弦波转换电路的工作原理
图6 三角波产生正弦波原理图
原理:采用低通滤波的方法将三角波变换为正弦波。