方波-三角波-正弦波函数信号发生器
方波-三角波-正弦波-锯齿波发生器
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。
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 =ZP V R R R 132+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RCT V dt R V CV R R R V Z TZ Z P MO 4141322==+=⎰其中R=R 4+R P2 ()C R R R R R T p p 132424++=从上述分析关系可得,调节R P2和电容C 的大小可改变振荡频率,改变R 2/(R P1+R 3)的比值可调节三角波的峰值。
② 三角波-正弦波产生电路三角波-正弦波产生电路的设计简图如下所示:在电路两边对称的理想条件下,流过理想的恒流源R E 的电流I O 不会随差模输入电压而变化,晶体管工作在放大区时,它的集电极电流近似为: TBE V V S E C e I I I 1111=≈α TBE V V S E C eI I I 2222=≈α假设α≈1时, )1()1(12112121TBE BE V V VC C C C C C O eI I I I I I I -+=+=+≈由于V id =V BE1-V BE2 则TidV V OC eI I -+=11同理Tid V V OC eI I+=12分析表明,如果差分电路的差模输入V id 为三角波,则I c1与I c2的波形近似为正弦波,因为单端输出电压V o3也近似为正弦波,实现了三角波-正弦波变换。
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 =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。
方波-三角波-正弦波函数发生器设计
湖北民族学院课程设计报告课程设计题目课程:电子线路课程设计专业:班级:学号:学生姓名:指导教师:2014年 6 月20 日信息工程学院课程设计任务书2014年6月20日信息工程学院课程设计成绩评定表摘要函数信号发生器是一种能够产生多种波形,如方波、三角波、正弦波的电路。
函数发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
通过对函数波形发生器的原理以及构成分析,可设计一个能变换出方波、三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。
该系统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,并通过在示波器上观察波形及数据,得到结果。
其中电压比较器实现方波的输出,又连接积分器得到三角波,并通过三角波-正弦波转换电路看到正弦波,得到想要的信号。
该系统利用了Protues电路仿真软件进行电路图的绘制以及仿真。
Protues软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真,能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
凭借Protues,可以立即创建具有完整组件库的电路图,并让设计者实现相应的技术指标。
本课题采用集成芯片ICL8038制作方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法,经过protues仿真得出了方波、三角波、正弦波、方波-正弦波转换及三角波-正弦波转换的波形图。
关键词:电源,波形,比较器,积分器,转换电路,低通滤波,Protues目录1引言-------------------------------------------------------------- 51.1课程设计任务------------------------------------------------- 51.2课程设计的目的----------------------------------------------- 51.3课程设计要求------------------------------------------------ 52 任务提出与方案论证------------------------------------------------ 62.1函数发生器的概述--------------------------------------------- 62.2方案论证 --------------------------------------------------- 63 总体设计---------------------------------------------------------- 83.1总电路图----------------------------------------------------- 83.2 电路仿真与调试技术------------------------------------------ 94 详细设计及仿真--------------------------------------------------- 10 4.1 方波发生电路的工作原理与运放741工作原理-------------------- 10 4.2方波—三角波产生电路的工作原理------------------------------ 104.3三角波—正弦波转换电路的工作原理---------------------------- 114.4整体仿真效果图---------------------------------------------- 135 总结------------------------------------------------------------- 14 参考文献----------------------------------------------------------- 151引言现在世界中电子技术和电子产品的应用越加广泛,人们对电子技术的要求也越来越高。
设计能产生方波、三角波、正弦波的函数信号发生器电路
目录1 课程设计的目的与作用 (1)2 设计任务及所用multisim软件环境介绍 (1)2.1设计任务 (1)2.2所用multisim软件环境介绍 (1)2.2.1 Multistim 10简介 (1)2.2.2 Multistim 10主页面 (2)2.2.3 Multistim 10元器件库 (2)2.2.4 Multistim 10虚拟仪器 (3)2.2.5 Multistim 10分析工具 (3)3 电路模型的建立 (3)3.1原理分析 (3)3.2函数信号发生器各单元电路的设计 (5)3.2.1方波产生电路图 (5)3.2.2方波—三角波转换电路图 (5)3.2.3正弦波电路图 (6)3.2.4方波-三角波-正弦波函数发生器整体电路图 (6)4 理论分析及计算 (7)4.1方波发生电路 (7)4.2方波—三角波 (7)4.3正弦波 (7)5 仿真结果分析 (8)5.1仿真结果 (8)5.1.1方波、三角波产生电路的仿真波形如图所示 (8)5.1.2方波—三角波转换电路的仿真 (10)5.1.3三角波—正弦波转换电路仿真 (11)5.1.4方波—三角波—正弦波转换电路仿真 (12)5.2结果分析 (13)6 设计总结和体会 (133)7 参考文献 (144)I1 课程设计的目的与作用1.巩固和加深对电子电路基本知识的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力。
2.培养根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。
通过独立思考,深入钻研有关问题,学会自己分析并解决问题的方法。
3.通过电路方案的分析、论证和比较,设计计算和选取元器件;初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
4.了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范,能按设计任务书的要求,完成设计任务,编写设计说明书,正确地反映设计与实验的成果,正确地绘制电路图等。
5.培养严肃、认真的工作作风和科学态度2 设计任务及所用multisim软件环境介绍2.1 设计任务设计能产生方波、三角波、正弦波的函数信号发生器电路1)输出各种波形工作频率范围:10—100Hz,100—1KHz,1K—10KHz。
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、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。
函数发生器
一、初步认识函数发生器1.函数发生器概述函数发生器是一种能产生正弦波、三角波、方波、斜波和脉冲波等信号的装置。
常用于科研、生产、维修和实验中。
例如在教学实验中,常使用函数发生器的输出波形作为标准输入信号,接至放大器的输入端,配合测试仪器,例如用示波器定性观察放大器的输出端,判断放大器是否工作正常,否则,通过调整放大器的电路参数,使之工作在放大状态;然后,通过测试仪器(例如用晶体管毫伏表对输出端进行定量测试),从而获得该放大器的性能指标。
2.实验室提供的函数发生器指标实验室使用的是DF1641A型函数信号发生器,主要性能指标如下:频率范围:0.1Hz—2MHz输出波形:方波、三角波、正弦波、正向或负向脉冲波、正向或负向锯齿波方波前沿:≤100ns正弦波失真:10Hz—100kHz ≤1%。
电压输出幅度:≥20V P-P(空载)输出阻抗:50Ω输出衰减:20dB、40dB、60dB。
频率计测量范围:1Hz—10MHz。
电源适应范围:220V±10%,频率:50Hz±2Hz。
功率:10VA。
3.函数发生器使用注意事项1)函数发生器面板上显示的输出频率,仅供参考。
要精确测量输出频率,需要其它设备,比如示波器或者频率计。
2)输出频率的粗略读取,以显示值(数码管)结合频率单位(两个发光二极管,有一个被点亮)读取,与频率波段按键无关。
比如显示12.9,频率单位灯“kHz”点亮,应读为12.9kHz,不需要观察是哪个频段按键被按下。
3)函数发生器的输出端不能被短接。
二、函数发生器的工作原理1.波形发生电路这部分电路由MAX038函数发生器及频率、占空比控制电路组成,波形的选择、频率、占空比的调节都是由单片机来控制。
MAX038是一个产生从1Hz到大于20MHz的低失真正弦波、三角波、锯齿波或矩形(脉冲)波的高频波形发生器,它只要少量的外部元件。
频率和占空比可以由调整电流、电压或电阻来独立控制。
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、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。
函数信号发生器工作原理
函数信号发生器工作原理函数信号发生器是一种可以产生不同形式的波形信号的电子设备。
它通常用于测试电路或设备的响应,及验证系统的可靠性和性能。
本文将介绍函数信号发生器的工作原理及其基本组成。
1、函数信号发生器的基本原理函数信号发生器使用内部电路产生信号波形,这些波形可以是正弦波、方波、三角波等,也可以是随时间变化的任意模拟波形信号,称为任意波形(Arbitrary Waveform)。
任意波形信号可以通过数字信号处理器(DSP)和相应的算法产生,可以控制其幅值、频率、相位、周期等参数,与旋钮手动调节产生的波形相比,任意波形信号更具有可重复性和精度。
任意波形成为了近年来函数信号发生器的重要特点之一。
函数信号发生器的工作原理基于模拟电路和数字技术的结合。
如下图所示,函数信号发生器的主要部件包括信号发生器主控板、波形发生控制板、数字信号处理器(DSP)和高精度数字模拟转换器(DAC)等。
其中波形发生控制板控制信号发生器主控板的输出电压幅值、频率、相位等参数,主控板再将这些参数转换成数字信号通过DSP和DAC产生电压波形输出到信号输出端。
2、函数信号发生器的基本组成(1)信号发生器主控板信号发生器主控板是函数信号发生器的核心控制板,它负责启动、控制和调节函数信号发生器的各种功能。
主控板内包含高速时钟电路、微控制器、输出放大器等部件,通过接收波形控制板发来的指令从而产生需要的波形输出并控制其电压幅值、频率、相位等参数。
(2)波形发生控制板波形发生控制板负责产生波形控制信号,这些信号包括电压幅值、频率、相位等参数。
它和信号发生器主控板通过数字接口连接,主控板根据波形控制板的指令产生相应的波形信号输出。
(3)数字信号处理器(DSP)数字信号处理器(DSP)是函数信号发生器中的重要部件,它用于实现任意波形信号的产生和输出。
DSP通过高精度滤波器将输入的数字信号处理成需要的波形信号,再将这些信号通过DAC转换成模拟信号输出到信号输出端。
基于LM324的方波、三角波、正弦波发生器(含原理图)综述
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。
正弦波方波三角波信号发生器
正弦波方波三角波信号发生器篇1:方波三角波正弦波发生器正稿正弦波发生电路湖南人文科技学院课程设计报告课程名称电子技术课程设计设计题目方波三角波正弦波发生器系别通信与控制工程系专业自动化班级 07级二班学生姓名: 宋赞龚玉洲刘慧平学号: 07421254 07421228 07421235起止日期: 2009年06月02日~2009年06月22日指导教师: 陈敢新教研室主任伍铁斌指导教师评语指导教师签名年月日成绩评定项目权重成绩宋赞龚玉洲刘慧平1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总成绩教研室审核意见教研室主任签字年月日教学系审核意见主任签字年月日摘要波形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,单一的波形发生器已经不能满足人们的需求,而我们设计的正是多种波形发生器。
本文利用脉冲数字电路原理设计了多种波形发生器,该发生器可通过555数字芯片,运放来组成RC积分电路,低通滤波电路来分别实现方波,三角波和正弦波的输出。
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。
关键词多谐振荡器;积分电路;低通滤波电路目录·设计要求. 11.前言. 12.方波、三角波、正弦波发生器方案. 21 方案一原理框图. 22方案二原理框图. 23 函数发生器的选择方案. 33.各组成部分的工作原理. 41 方波发生电路的工作原理. 42 方波--三角波转换电路的工作原理. 53三角波--正弦波转换电路的工作原理. 54总电路图. 6用Multisim10电路仿真. 71输出方波电路的仿真. 72方波—三角波电路的仿真. 73方波—正弦波电路的仿真. 8protel制图及PCB板的制作和电路的安装. 10 1 protel制图. 101 正弦波、三角波、方波产生原理图. 10 2.PCB布线图. 103.PCB板三维图. 11PCB板底层布线图. 112 PCB板的制作. 123 将各元件安装到PCB板上. 12电路的实验结果及分析. 141方波波形产生电路的实验结果. 142 方波---三角波转换电路的实验结果. 143正弦波发生电路的实验结果. 154实验结果分析. 157.实验总结. 168.仪器仪表清单. 179.参考文献. 1810.致谢. 19方波—三角波—正弦波函数信号发生器设计要求1.设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器。
函数信号发生器..
8、计数、复位开关:按计数键,LED
显示开始计数,按复位键,LED显示 全为0。 9、计数/频率端口:计数、外测频率 输入端口。 10、外测频开关:此开关按入LED显 示窗显示外测信号频率或计数值。 11、电平调节:按入电平调节开关, 电平指示灯亮,此时调节电平调节旋 钮,可改变直流偏置电平。
12、幅度调节旋钮(AMPLITUDE):
顺时针调节此旋钮,增大电压输出幅度。 逆时针调节此旋钮可减小电压输出幅度。 13、电压输出端口(VOLTAGE OUT): 电压输出由此端口输出。 14、TTL/CMOS输出端口:由此端口输 出TTL/CMOS信号。
15、VCF:由此端口输入电压控制频率
7、为了观察准确的函数波形,
建议示波器带宽应高于该仪器上 限频率的二倍。 8、如仪器不能正常工作,重新 开机检查操作步骤
学习到此为止!!!
4、斜波产生
(1)、波形开关置“三角波”。 (2)、占空比开关按入指示灯亮。 (3)、调节占空比旋钮,三角波将变成 斜波。
5、外测频率
(1)、按入外测开关,外测频指示灯 亮。 (2)、外测信号由计数/频率输入端输 入。 (3)、选择适当的频率范围,由高量 程向低量程选择合适的有效数,确保测 量精度(注意:当有溢出指示时,请提 高一档量程)。
5、内置线性/对数扫频功能。 6、数字微调频率功能,是测量更 精确。 7、50HZ正弦波输出,方便于教学 实验。 8、外接调频功能。 9、VCF压控输入。 10、所有端口有短路和抗输入电压 保护功能。
幅度显示
1、显示位数:三位; 2、显示单位:VP-P或mVp-p ; 3、显示误差:±15%±1个字; 4、负载为1MΩ时:直读; 5、负载电阻为50Ω:直读÷2; 6、分辨率:1mVp-p(40dB)
模拟电路综合设计案例2
模拟电路综合设计案例21、函数发生器设计1 .题目概述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元件(如视频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器5G8038)。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题要求设计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。
2 .设计任务(1)设计方波-三角波-正弦波函数发生器,性能指标要求:1)频率范围100Hz—1kHz;1—10kHz.2)输出电压范围方波Up-p=24V;三角波Up-p=6V;正弦波U>1V。
3)波形特征方波t r<10μs(kHz,最大输出时),三角波失真系数γ<2%,正弦波失真系数γ<5%。
(2)可以采用双运放μA747差分放大器设计也可以采用其他电路完成。
通过查找资料选定两个以上方案,进行方案比较论证,确定一个较好的方案。
(3)使用电源AC220V3.设计要求1)调研,查找并收集资料。
2)总体设计,画出框图。
3)单元电路设计,进行必要的计算。
4)电气原理设计---绘制原理图。
5)列元器件明细表。
6)用EWB对设计电路进行仿真实验,并给出仿真结果及关键点的波形。
7)上述任务完成后,用单片函数发生器模块或其他类似集成芯片按照上述指标再次设计一台函数发生器电路,并与前一方案进行比较、总结。
8)撰写设计说明书。
9)参考资料目录。
4 .设计提示用运算放大器组成比较器产生方波,将方波输入用运放组成的积分器可以产生三角波,三角波在一定条件下可以变换为正弦波。
2、串联型直流稳压电源设计1.题目概述串联型直流稳压电源是一种应用较为广泛的电源电路,该带路具有输出电压调节范围宽、元器件选择合适、性能指标高等优点。
通过本设计项目,使学生能独立完成小功率直流稳压电源的电路设计、参数运算、器件选择,提高学生运用所学知识进行综合性设计的能力。
函数信号发生器解读
函数信号发生器本实验室采用EE1651型函数信号发生器。
一、主要特征EE1651型函数信号发生器能直接产生正弦波,三角波,方波,锯齿波和脉冲波。
TTL / CMOS与OUTPUT同步输出。
直流电平可连续调节,频率计可作内部频率显示,也可作外测频率,电压用LED显示。
二、工作原理函数信号发生器工作时,由V / I电压-电流变换器产生二个恒流源。
恒流源对时基电容C进行充电和放电,电容的充电和放电使电容上的电压随时间分别呈线性上升和线性下降,因而在电容两端得到三角波电压。
三角波电压经方波形成电路得到方波电压。
三角波电压经正弦波形成电路得到正弦波电压,最后经过功率放大输出。
三、主要技术参数:频率范围: 0.1Hz~1MHz 分七档波形:正弦波,三角波,方波,正向或负向脉冲波,正向或负向锯齿波TTL输出脉冲波:低电平≤0.8V,高电平≥1.8VCMOS输出脉冲波:低电平≤0.8V,高电平≥13 V连续可调输出阻抗:50Ω±10%输出幅度:≥20U P-P (空载)输出衰减:20dB,40dB直流偏置:0~±10V连续可调电源:220±10%,50±2Hz四、使用说明1、面板说明EE1651型函数信号发生器前面板布局参见图(1)显示窗口显示输出信号的频率(2)显示单位指示灯显示输出信号频率的单位指示,分“kHZ”“HZ”(3) 频段选择按键输出信号频段选择,分七档,揿下某键,输出信号为对应频段的频率。
(4)频率调节旋钮用于输出信号频率的微调,调节范围:0.2*档数——2*档数,与(3)配合使用,确定输出信号频率。
(5)波形选择按键用于选择输出函数波形,依次为正弦波、三角波、方波选择按键,揿下某键,输出函数为对应的波形。
(6)波形对称性调节旋钮调节此旋钮可改变输出信号的对称性。
当处于“关”位置时,为输出对称波形。
(7)函数输出口函数信号从此端口输出(8)外扫描输入口外扫描控制信号从此端口输入。
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 (2)2方波、三角波、正弦波发生器方案 (3)2.1原理框图 (3)3.各组成部分的工作原理 (4)3.1 方波发生电路的工作原理 (4)3.2 方波--三角波转换电路的工作原理 (5)3.3三角波--正弦波转换电路的工作原理 (7)3.4 方波—锯齿波转换电路的工作原理 (8)3.5总电路图 (9)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。
方波三角波:正弦波函数信号发生器精编版
方波三角波:正弦波函数信号发生器精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】苏州科技学院天平学院模拟电子技术课程设计指导书课设名称正弦波-方波-三角波信号发生器设计学生姓名王凌飞徐跃高尚专业物联网1021指导教师胡伏原一设计课题名称正弦波-方波-三角波信号发生器设计二课程设计目的、要求与技术指标课程设计目的(1)巩固所学的相关理论知识;(2)实践所掌握的电子制作技能;(3)会运用EDA工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计;(4)通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则;(5)掌握模拟电路的安装\测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题;(6)学会撰写课程设计报告;(7)培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风;(8)完成一个实际的电子产品,提高分析问题、解决问题的能力。
课程设计要求(1)根据技术指标要求及实验室条件设计出电路图,分析工作原理,计算元件参数;(2)列出所有元器件清单;(3)安装调试所设计的电路,达到设计要求;(4)记录实验结果。
技术指标(1)输出波形:方波-三角波-正弦波;(2)频率范围:100HZ~200HZ连续可调;(3)输出电压:正弦波-方波的输出信号幅值为6V.三角波输出信号幅值为0~2V连续可调;γ。
(4)正弦波失真度:%5≤图函数发生器设计原理函数发生器组成框图,主要有RC 桥式振荡电路,过零比较器,积分器三大主要模块电路构成。
经过RC 桥式振荡电路产生正弦波波 ,再经过零比较器产生方波,然后由积分器产生三角波。
其总的原理设计框如图:图1 总的原理框图 正弦波产生电路利用RC 桥式振荡电路产生正弦波,原理如下图所示;其中RC 串并联电路构成正反馈支路,同时兼并选频网络,R1,R4,R5及二极管等原件构成负反馈和稳幅环节。
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课程设计说明书课程设计名称:电子课程设计课程设计题目:设计制作一个产生方波-三角波-正弦波函数转换器学院名称:信息工程学院专业:电子信息科学与技术班级:xxxxxxxx 学号:xxxxxxx 姓名:xxxxx 评分:教师:xxxxxx20 13 年10 月15 日电子课程设计课程设计任务书20 13 -20 14 学年第 1 学期第 1 周- 3 周题目设计制作一个方波-三角波-正弦波函数转换器内容及要求①输出波形频率范围为0.02Hz~20KHz且连续可调;②正弦波幅值为±2v;③方波幅值为±2v;④三角波峰-峰值为2v,占空比可调。
进度安排1..根据任务要求,查阅相关资料,完成设计前的前期工作:2天;2.根据资料,进行方案设计并对比论证,完成参数计算:2.5天;3.领取元器件,连接电路完成电路调试:3天;4.提交报告:12周学生姓名:xxx指导时间:第1-3周指导地点:综合楼中506室任务下达2013年9月2日任务完成2013 年 9 月 22 日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□ 3.实际操作□√ 4.其它□指导教师xxx 系(部)主任贾杰注:1、此表一组一表二份,课程设计小组组长一份;任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要当今世界在以电子信息技术为前提下推动了社会跨越式的进步,科学技术的飞速发展日新月异带动了各国生产力的大规模提高。
由此可见科技已成为各国竞争的核心,尤其是电子通信方面更显得尤为重要,在国民生产各部门都得到了广泛的应用,而各种仪器在科技的作用性也非常重要,如信号发生器、单片机、集成电路等。
信号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。
常用超低频信号发生器的输出只有几种固定的波形,有方波、三角波、正弦波、锯齿波等,不能更改信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备,传统的可以完全由硬件电路搭接而成,如采用LM324振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一,不用依靠单片机。
本系统本课题将介绍由LM324集成电路组成的方波——三角波——正弦波函数信号发生器的设计方法,了解多功能函数信号发生器的功能及特点,进一步掌握波形参数的测试方法,制作这种低频的函数信号发生器成本较低,适合学生学习电子技术测量使用。
制作时只需要个别的外部元件就能产生正弦波、三角波、方波等脉冲信号。
输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。
关键字:信号发生器、波形转换、LM324目录目录 (1)前言 (2)第一章设计内容及要求 (3)1.1、设计任务和要求 (3)1.2、设计目的 (3)第二章系统设计方案 (4)2.1本系统方案包括三个部分 (4)2.2硬件电路方案设计 (4)第三章各单元电路的工作原理 (6)3.1方波发生电路 (6)3.2 方波---三角波转换电路 (8)3.3三角波---正弦波转换电路 (9)第四章安装、调试与结果分析 (11)4.1 软件仿真 (11)4.2 安装电路 (11)4.3 实物调试及故障分析与排除 (12)实验小结 (13)参考文献 (14)附录 (15)1.总原理图 (15)2..电路元器件清单 (16)3.芯片简介 (17)前言随着社会的发展与科技的进步,各式各样的电子产品涌向市场,人们对电子产品的需求量也越来越大,对产品的性能要求也越高。
作为一名电子类的大学生,在学习理论知识的同时也应增强学生的动手能力,电子课程设计为大学生提供了一个大的平台,将理论知识与实践相结合。
信号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。
本次实验是设计制作一个方波-三角波-正弦波函数信号发生器。
通过各个途径查找资料,从而设计出理想的电路图并仿真;方案通过后开始制作电路板,需进行排版、焊接、布线等操作;电路板制作完后就进行调试,通过调试可检查电路板是否合格。
其中方案设计及电路分析思路值得学生学习和研究,从而将该方案更好地应用到课程设计中。
第一章设计内容及要求1.1、设计任务和要求设计制作一个产生方波——三角波——正弦波函数转换器要求:1.输出波形频率范围为0.02Hz~20KHz且连续可调2.正弦波幅值为±2v3.方波幅值为±2v4.三角波峰-峰值为2v,占空比可调1.2、设计目的1.巩固和加深对电子电路基本知识的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力。
2.培养根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。
通过独立思考,深入钻研有关问题,学会自己分析并解决问题的方法。
3.通过电路方案的分析、论证和比较,设计计算和选取元器件;初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
4.了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范,能按设计任务书的要求,完成设计任务,编写设计说明书,正确地反映设计与实验的成果,正确地绘制电路图等。
5.培养严肃、认真的工作作风和科学态度第二章系统设计方案2.1本系统方案包括三个部分1、比较器电路2、积分器电路3、差分放大器电路2.2硬件电路方案设计比较器输出的方波经积分器得到三角波,三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。
差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。
特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。
波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。
由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路如下图2.1所示:图2.1 设计框图系统设计电路总图如图2.2所示图2.2系统设计电路总图第三章各单元电路的工作原理3.1方波发生电路因为方波电压只有两种状态,不是高电平,就是低电平(如图3.1所示),所以电压比较器是它的重要组成部分;因为产生振荡,就是要求输出的两种状态自动地相互转换,所以电路中必须引入反馈;因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化,即产生周期性变化,所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。
方波电压状态如下图3.1所示:图 3.1 方波电压状态此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成(如图3.2所示)。
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Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+UT。
Uo通过R1对电容C正向充电。
反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高,当t趋于无穷时,Un 趋于+Uz;但是,一旦Un=+Ut,再稍增大,Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut 跃变为-Ut。
随后,Uo又通过R1对电容C反向充电。
Un随时间逐渐增长而减低,当t趋于无穷大时,Un趋于-Uz;但是,一旦Un=-Ut,再减小,Uo就从-Uz跃变为+Uz,Up从-Ut跃变为+Ut,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。
方波发生电路如下图3.2所示:图 3.2 方波发生电路欲改变输出电压的占空比,就必须使电容正向和反向充电的时间常数不同,即两个充电回路的参数不同。
利用二极管的单向导电性可以引导电流流经不同的通路,从而实现占空比可调如下图3.3所示:图 3.3占空比可调电路占空比的计算式为:2111τττ+=T T 。
3.2 方波---三角波转换电路将方波电压作为积分运算电路的输入,在其输出就得到三角波电压(如图3.4所示)。
当方波发生电路的输出电压Uo=+Uz时,积分运算电路的输出电压Uo 将线性下降;而当Uo=-Uz时,Uo将线性上升。
积分电路的输入电压是滞回比较Uz,器的输出电压Uo1,而且Uo1不是+Uz,就是-Uz。
设初态时正好从-Uz跃变为+则积分电路反向积分,Uo随时间的增长线形下降,一旦Uo=-Ut,再稍减小,Uo1将从+Uz跃变为-Uz。
积分电路正向积分,Uo随时间的增长线形增大,一旦Uo=+Ut,再稍增大,Uo1将从-Uz跃变为+Uz,回到初态,积分电路又开始反向积分。
电路重复上述过程,因此产生自激振荡,三角波发生电路如下图3.5所示:图 3.4 三角波发生电路方波-三角波波形图如下图3.5所示:图3.5方波-三角波波形3.3三角波---正弦波转换电路差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。
特别是作为直流放大器,可以有效的抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。
波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。
正弦波电路如下图3.6所示:图3.6 正弦波发生电路为使输出波形更接近正弦波:(1)传输特性曲线越对称,线性区越窄越好;(2)三角波的幅度Um应正好使晶体管接近饱和区或截止区。
(3)图为实现三角波——正弦波变换的电路。
其中R4和R12调节三角波的幅度,R13调整电路的对称性。
电容C1为隔直电容,C2和C3为滤波电容,以滤除谐波分量,改善输出波形。
第四章安装、调试与结果分析4.1 软件仿真将上述设计方案进行仿真得到如下结果:(1)方波-三角波-正弦波仿真图如下图4.1所示:图4.1方波-三角波-正弦波仿真图仿真是对电路可行性的理论分析,是检验电路正确性的辅助手段。
设计时按照理论计算选取的电路参数,带入进行仿真后,基本得到设计的参数要求,即方波幅值为±2v,三角波峰-峰值为2v,正弦波幅值为±2v。
4.2 安装电路1. 将LM324装上电路板,设计并排版,使各元件易于焊接且美观;2. 分别把各电阻及电容放入适当位置,尤其注意电位器和稳压管的接法,由于本电路用到了三个LM324,所以应明确各管脚的接线位置,并将电阻电容等焊在易于连线的位置,避免短路、少焊、虚焊等问题,也使电路易于检查;3. 按图接线,注意直流源的正负及接地端。
4.3 实物调试及故障分析与排除将LM324的4脚和11脚分别接正负电压,接上示波器观察波形。
首先分别调试各电路,在调试方波发生电路时,发现虽然有波形产生,但幅值偏小,达不到要求,多次检查后发现,LM324所接的是±5V电压,当调整至±15V电压后,幅值增大,基本达到设计要求。
之后调试三角波发生电路,发现也是幅值达不到要求,并且波形部分失真,又进行了仿真,并在电路板上插线连接模拟了真实电路,改变了电路参数,之后达到了设计要求。
最后调试正弦波发生电路,起初没有波形产生,后将万用表打至蜂鸣档检查电路各连接点是否短路和电路焊接是否正确,找到了问题,发现有一处出现了少焊,重新焊接后,有波形产生,但发生了严重失真,于是又进行仿真,再次用电路板插线连接模拟真是电路,改变电路参数,使波形达到设计要求,但是频率范围比较窄,改变了图中某些元件的参数(变换了电容)后,重新调试,基本达到了设计要求。