方波三角波产生电路方案
方波三角波发生器设计
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。
lm358正弦波方波三角波产生电路
《LM358正弦波、方波、三角波产生电路设计与应用》一、引言在电子领域中,波形发生器是一种非常重要的电路,它可以产生各种不同的波形信号,包括正弦波、方波和三角波等。
LM358作为一款宽幅增益带宽产品电压反馈运算放大器,被广泛应用于波形发生器电路中。
本文将探讨如何利用LM358设计正弦波、方波和三角波产生电路,并简要介绍其应用。
二、LM358正弦波产生电路设计1. 基本原理LM358正弦波产生电路的基本原理是利用振荡电路产生稳定的正弦波信号。
通过LM358的高增益和频率特性,结合RC滤波电路,可以实现较为稳定的正弦波输出。
2. 电路设计(1)LM358引脚连接。
将LM358的引脚2和3分别与电容C1和C2相连,形成反馈电路,引脚1接地,引脚4和8分别接正负电源,引脚5接地,引脚7连接输出端。
(2)RC滤波电路。
在LM358的输出端接入RC滤波电路,通过调节电阻和电容的数值,可以实现所需的正弦波频率和幅值。
3. 电路测试连接电源并接入示波器进行测试,调节RC滤波电路的参数,可以观察到稳定的正弦波信号输出。
三、LM358方波产生电路设计1. 基本原理LM358方波产生电路的基本原理是通过LM358的高增益和高速响应特性,结合反相输入和正向输入,实现对方波信号的产生。
2. 电路设计(1)LM358引脚连接。
将LM358的引脚2和3分别与电阻R1和R2相连,引脚1接地,引脚4和8分别接正负电源,引脚5接地,引脚7连接输出端。
(2)反相输入和正向输入。
通过R1和R2的分压作用,实现LM358反相输入和正向输入,从而产生方波输出。
3. 电路测试连接电源并接入示波器进行测试,调节R1和R2的数值,可以观察到稳定的方波信号输出。
四、LM358三角波产生电路设计1. 基本原理LM358三角波产生电路的基本原理是通过LM358的反相输入和正向输入结合,实现对三角波信号的产生。
2. 电路设计(1)LM358引脚连接。
将LM358的引脚2和3分别与电容C1和C2相连,引脚1接地,引脚4和8分别接正负电源,引脚5接地,引脚7连接输出端。
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=十、。
由于正负号的变化,正反馈的放大系数为: = 0,因此X振荡电路的输入信号xiif.a,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:AF 1.幅度平衡条件:af=1相位平衡条件: AF= a+f=±2n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|af| 1..这被称为起始条件。
方波和三角波发生器电路
方波和三角波发生器电路由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器,一般均包括比较器和RC积分器两大部分。
如图6.5所示为由迟滞比较器和集成运放组成的积分电路所构成的方波和三角波发生器。
方波和三角波发生器的工作原理A1构成迟滞比较器,同相端电位Vp由VO1和VO2决定。
利用叠加定理可得:当 Vp>0时 A1输出为正,即VO1 = +Vz;当 Vp<0时, A1输出为负即 VO1 = -VzA2构成反相积分器VO1为负时, VO2 向正向变化, VO1 为正时, VO2 向负向变化。
假设电源接通时VO1 =-Vz,线性增加。
当VO2上升到使Vp略高于0v时,A1的输出翻转到VO1 = +Vz 。
四、报告要求1、课题的任务和要求。
2、课题的不同方案设计和比较,说明所选方案的理由。
3、电路各部分原理分析和参数计算。
4、测试结果及分析:(1)实测输出频率围,分析设计值和实测值误差的来源。
(2)对应输出频率的高、中、低三点,分别实测输出电压的峰-峰值围,分析输出电压幅值随频率变化的原因。
(3)频率特性测试,在低频端选定一个输出幅值,而后逐步调高输出频率,选12~15个测试点,用示波器观测输出对应频率下的输出幅值,填入自己预做的表格,画出电路的幅频特性。
注意:输出幅值一旦选定,在调节输出测试频率点过程中,不能再动!(4)画出示波器观测到的各级输出波形,并进行分析;若波行有失真,讨论失真产生的原因和消除的方法。
5、课题总结6、参考文献2、方波、三角波发生器(1)按图11-2所示电路及参数接成方波、三角波发生器。
图11-2(2)将电位器Rp调至中心位置,用双综示波器观察并描绘方波V01及三角波V02(注意标注图形尺寸),并测量Rp及频率值。
表11-3方波V01及三角波V02 波形Rp= (中间) , f=(3)改变Rp的位置,观察对V01和V02 幅值和频率的影响,将测量结果填入表11-3中(记录不失真波形参数)。
方波和三角波的电路原理
方波和三角波的电路原理
方波和三角波是两种常见的周期信号波形,它们可以通过电路来生成。
以下是它们的电路原理:
1. 方波电路原理:
方波是一种以高电平和低电平互相交替的波形,它的电路原理可以通过如下步骤实现:
- 产生一个稳定的时钟信号:可以使用定时器、晶振等元件来生成稳定的方波时钟信号。
- 频率分频:将稳定的时钟信号输入到一个频率分频电路中,通过设置分频系数,使得输出信号的周期满足方波的需求。
- 幅度调整:可以通过运算放大器、转换电路等来调整方波的幅度,使其达到需要的高低电平。
- 输出:将调整好幅度的方波信号输出到需要的电路或装置中。
2. 三角波电路原理:
三角波是一种以线性增加和线性减小的波形,它的电路原理可以通过如下步骤实现:
- 产生一个稳定的时钟信号:同样使用定时器、晶振等元件来生成稳定的时钟信号,作为三角波的基准。
- 频率分频:将时钟信号输入到一个比例控制电路中,通过设置控制信号的斜率和频率,实现三角波的增加和减小过程。
- 幅度调整:由于三角波的幅度一般比较小,在输出之前,可能需要通过运算放大器、滤波电路等来放大幅度,使其达到需要的水平。
- 输出:将调整好幅度的三角波信号输出到需要的电路或装置中。
需要注意的是,方波和三角波的电路原理可能因具体应用的不同而有所差异,上述只是一般性的描述。
实际应用中,可以使用集成电路、函数发生器等专用元件来生成方波和三角波信号。
模电实验-方波三角波发生电路
方波三角波发生电路一、实验要求:1、振荡频率范围:500HZ-1000HZ2、方波输出电压幅度:Vom=±8v3、三角波峰值调节范围:Vom1=2-4v4、集成运放采用uA7415、双向稳压管用2个D1N4735反接替代二、实验仿真与分析:1、确定参数:取R1=10k,Vom1=4v,则R2=Vom*R1/Vom1=20k,取电容C=1uF,暂时取R和R3为1k.2、设置瞬态分析,应特别注意时间的设置,由于周期为1ms~2ms,可设置终止时间为10ms.时间过大则波形过于密集,时间小则波形越偏离方波。
仿真分析知此时方波电压幅值为6V左右。
设置R3为全局变量,扫描分析使得方波幅值最大,确定R3=100,此时三角波幅值也满足要求:CPARAMETERS:v ar = 1k8.0V4.0V0V-4.0V-8.0V0s1ms2ms3ms4ms5ms6ms7ms8ms9ms10ms V(R2:2)V(R1:1)Time方波幅值为7.02V ,三角波幅值为3.7V ,取两个波谷值测取周期,T=3.7651-1.6182=2.1ms 并不符合要求,故要减小周期,即减小R仿真分析得当R=800时,仿真图像为周期为1.7ms,符合要求。
3、 设置瞬态分析,得到运放的电压传输特性分别为: 方波:三角波:Time0s1ms2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 10msV(R2:2)V(R1:1)-8.0V-4.0V0V4.0V8.0VV(R1:1)-4.0V-3.0V -2.0V -1.0V 0.0V 1.0V 2.0V 3.0V 4.0VV(R2:2)-8.0V-4.0V0V4.0V8.0V4.0V2.0V0V-2.0V-4.0V-8.0V-6.0V-4.0V-2.0V0V 2.0V 4.0V 6.0V8.0V V(R1:1)V(R:1)三、实验体会:两个稳压管用来稳定输出方波,理论上是可以通过改变稳压值来调节方波幅值的,但是实验中却发现对方波幅值影响非常小,调不到8v,但是三角波却能够满足要求。
方波三角波发生电路的设计及仿真
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■一一_______ 学年第___________ 学期实验课程_________________________ 实验地点_________________________ 学院______________________ 专业______________________ 学号______________________姓名______________________r 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34所示。
其特点是线路简单,但性能较差,尤英是三角波 的线性度很差.负载能力不强匚该电路主要用作方波发生器,当对三角波要求不髙时.也可选用这 种电路。
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辭组成,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,而且也便于调右振荡频率和幅度。
R4 1 2 500R14 8 10KR2 8 120KR3 9 1100DZ1 1 10 DMOD DZ2 0 10 DMODVCC 5 0 DC 12VEE 6 0 DC -12XI 0 2 5 6 4 UA741X2 8 0 5 6 9 UA741Cl 2 4 1U.MODEL DMOD D IS=2E-14 RS=3 BV=4.85 IBV=1UA.LIB EVAL.UB*V4 4 0 1*.DC V4 -5 5 0.01*.DC V4 5 -5 0.01.TRA5US 12MS.PROBE.END运行.TRAN语句,可获得:Tire图3-3 输出方波电压波形图3・4 输出三角波电压波形输出三角波电压波形参考的输入网单文件如下:A drvieR4 1 2 500R14 8 10KR2 8 120KR3 9 1100DZ1 1 10 DMODDZ2 0 10 DMODVCC 5 0 DC 12VEE 6 0 DC -12XI 0 2 5 6 4 LM324X2 8 0 5 6 9 LM324C1 2 4 1U.MODEL DMOD D IS=2E-14 RS=3 BV二 4.85 IBV=1UA.LIB EVAL.UB*V4 4 0 1*.DC V4 •5 5 0.01*.DC V4 5 -5 0.01.TRAN 5US 12MS.PROBE.END因为LM324具有电源电压范围宽的特点,所以T变小了•减小了频率的调右范【悅2、R3的作用是什么?增大其值是否可以?R3是稳压管的限流电阻,R3的阻值是由稳压管Dz来确定的.所以可以根据Dz的情况来增大。
(整理)方波和三角波发生器电路
方波和三角波发生器电路由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器,一般均包括比较器和RC积分器两大部分。
如图6.5所示为由迟滞比较器和集成运放组成的积分电路所构成的方波和三角波发生器。
方波和三角波发生器的工作原理A1构成迟滞比较器,同相端电位Vp由VO1和VO2决定。
利用叠加定理可得:当Vp>0时A1输出为正,即VO1 = +Vz;当Vp<0时,A1输出为负即VO1 = -VzA2构成反相积分器VO1为负时,VO2 向正向变化,VO1 为正时,VO2 向负向变化。
假设电源接通时VO1 = -Vz,线性增加。
当VO2上升到使Vp略高于0v时,A1的输出翻转到VO1 = +Vz 。
四、报告要求1、课题的任务和要求。
2、课题的不同方案设计和比较,说明所选方案的理由。
3、电路各部分原理分析和参数计算。
4、测试结果及分析:(1)实测输出频率范围,分析设计值和实测值误差的来源。
(2)对应输出频率的高、中、低三点,分别实测输出电压的峰-峰值范围,分析输出电压幅值随频率变化的原因。
(3)频率特性测试,在低频端选定一个输出幅值,而后逐步调高输出频率,选12~15个测试点,用示波器观测输出对应频率下的输出幅值,填入自己预做的表格,画出电路的幅频特性。
注意:输出幅值一旦选定,在调节输出测试频率点过程中,不能再动!(4)画出示波器观测到的各级输出波形,并进行分析;若波行有失真,讨论失真产生的原因和消除的方法。
5、课题总结6、参考文献2、方波、三角波发生器(1)按图11-2所示电路及参数接成方波、三角波发生器。
图11-2(2)将电位器Rp调至中心位置,用双综示波器观察并描绘方波V01及三角波V02(注意标注图形尺寸),并测量Rp及频率值。
表11-3方波V01及三角波V02 波形Rp= (中间) , f=(3)改变Rp的位置,观察对V01和V02 幅值和频率的影响,将测量结果填入表11-3中(记录不失真波形参数)。
表11-4F ( KHz ) Rp ( Ω ) V01P-P(V) V02P-P(V)备注频率最高频率最低(4)将电位器Rp调至中间位置,改变R1为10K可调电位计,观察对V01和V02 幅值和频率的影响。
方波、三角波(锯齿波)产生电路.ppt
VZ
反相积分电路
1 vO1 RC
同相迟滞比较器
v dt V
0 S
t
O1
(0 )
R1vO R2vI vP + vN 0 R1 R2 R1 R2
Vth vI R1 vO FVZ 2.72V R2
VO2 t VO1 (0 ) RC
R6
– + R7
A2
vO
同相输入 迟 滞比较器
t
积分电路
t
end
反相积分电路
DZ VZ= 8V
VZ
习题9.4.9
同相迟滞比较器
方波、三角波(锯齿波)产生电路
画出vO1、vO2的波形。求振荡频率;
C R vS 5.1k
vN R1 – + R3 R2 15k 2k vO2
– +
0.047F
A1
A2
vO1
vI 5.1k vP
DZ VZ= 8V
求振荡频率;画出vO1、vO的波形。
C R vS 5.1k
vN R1 – +
– +
0.047F
A1
A2 R2 15k
R3 2k vO2
vO1
vI 5.1k vP
vO2
DZ VZ= 8V
VZ
VO2 v ( t ) t V ( 0 ) O1 O1 t RC 0 T VZ T vO1 v O1 ( ) ( FVZ ) FVZ 2 RC 2 FVZ T 4 RC t VZ 0 R2 f 3kHz 4 RCR1 如何调整三角波的幅值和频率?
锯齿波发生电路772锯齿波及三角波产生电路方波三角波锯齿波产生电路锯齿波产生电路同相输入滞比较器积分电路
方波三角波产生电路方案
方波-三角波产生电路的设计1 技术指标设计一个方波-三角波产生电路,要求方波和三角波的重复频率为500Hz,方波脉冲幅度为6-6.5V,三角波为1.5-2V,振幅基本稳定,振荡波形对称,无明显非线性失真。
2 设计方案及其比较产生方波、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;也可以直接产生三角波—方波。
由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波。
2.1 方案一非正弦波发生器的组成原理是电路中必须有开关特性的器件,可以是电压比较器,、集成模拟开关、TTL与非门等;具有反馈网络,它的作用是通过输出信号的反馈,改变开关器件的状态;具有延迟环节,常用RC电路充放电来实现;具有其他辅助部分,,如积分电路等。
矩形经过积分器就变成三角波形,即三角波形发生器是由方波发生器和反向积分器所组成的。
但此时要求前后电路的时间常数配合好,不能让积分器饱和。
如图1所示为该电路设计图。
由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器,一般均包括比较器和RC积分器两大部分。
如图所示为由迟滞比较器和集成运放组成的积分电路所构成的方波和三角波发生器。
构成迟滞比较器,用于输出方波;构成积分电路,用于把方波转变为三角波,即输出三角波。
图1 方案一电路设计图U1构成迟滞比较器,同相端电位由和决定。
利用叠加定理可得:当时,U1输出为正,即当时,U1输出为负,即构成反相积分器,为负时,正向变化。
为正时,负向变化。
当时,可得:当上升使略高于0v时,U1的输出翻转到同样,时,当下降使略低于0时,。
这样不断重复就可以得到方波和三角波,输出方波的幅值由稳压管决定,被限制在之间。
积分电路的输入电压是滞回比较器的输出电压,而且不是,就是,所以输出电压的表达式为:(1>式中为初态时的输出电压。
设初态时正好从跃变为,即该式又可写为:(2>积分电路反向积分,随时间的增长线性下降,根据迟滞比较器的电压传输特性,一旦,再稍减小,将从跃变为,使得二式变为:稳压管的稳定电压直接决定输出方波的幅度大小,即方波的幅度为:三角波的幅度为:<3)方波、三角波的频率为:<4)其中,由上式可看出调节电位器可改变三角波的幅度,但会影响方波、三角波的频率;调节电位器可改变方波、三角波的频率,但不会影响方波、三角波的幅度。
方波—三角波发生电路[整理版]
000课程设计:方波—三角波产生电路我爱读书2008-06-15 22:17:17 阅读1044 评论3 字号:大中小订阅0000一、设计任务与要求00001、任务00设计一个用集成运算放大器构成的常见的方波—三角波产生电路。
000指标要求如下:0000方波重复频率:500Hz,相对误差<±5%00脉冲幅度:±(6~6.5)V0000三角波重复频率:500Hz,相对误差<±5%0000脉冲幅度:1.5 ~ 2 V0002、要求00(1)根据设计要求和已知的条件,确定电路的方案,计算并选取各单元电路的元件参数。
000(2)测量方波产生电路输出方波的幅度和重复频率,使之满足设计要求。
000(3)测量三角波产生电路输出三角波的幅度和重复频率,使之满足设计要求。
000二、设计原理0000运算放大器可以和两个电阻构成同相输入施密特触发器,由此可以产生稳定的方波。
运算放大器可以和RC构成积分电路,二者形成闭合的回路。
由于电容C放入米勒效应,在放大器的输出端得到线性度较好的三角波。
0000由下面的设计图不难分析,该电路的有关计算公式为:0000振荡周期000(1)000输出方波Vo1的幅度000(2)00输出三角波Vo2的幅度000(3) 0000三、设计电路0000四、元器件选择与参数设定0000(1)选择集成运算放大器00a)由于方波前后沿与用作开关的器件A1的转换速率SR有关,因此当输出方波的重复频率较高时,集成运算放大器A1应选用高速运算放大器,一般要求时选用通用型运放即可。
000b)集成运算放大器A2的选择:积分运算电路的积分误差除了与积分电容的质量有关外,主要事集成放大器参数非理想所致。
因此为了减小积分误差,应选用输入失调参数(VI0、Ii0、△Vi0/△T、△Ii0/△T)小,开环增益高、输入电阻高,开环带较宽的运算放大器。
000(2)选择稳压二极管00稳压二极管Dz的作用是限制和确定方波的幅度,因此要根据设计所要求的方波幅度来选稳压管电压Dz。
三角波,方波产生电路
方波发生电路工作原理:设某一时刻输出电压Uo=+Uz ,则同相输入端电位Uc=+Ut 。
Uo 通过R12对电容C3正向充电。
反相输入端电位Uc 随时间t 增长而逐渐升高,当t 趋近于无穷时,Uc 趋于+Uz ;一旦Uc=+Ut ,再稍增大,Uo 就从+Uz 跃变为-Uz ,与此同时Uc 从+Ut 跃变为-Ut 。
随后,Uo 又通过R 对电容C3放电。
反相输入端电位Uc 随时间t 增长而逐渐降低,当t 趋近于无穷时,Uc 趋于-Uz ;一旦Uc=-Ut ,再稍减小,Uo 就从-Uz 跃变为+Uz ,与此同时,Uc 从-Ut 跃变为+Ut ,电容又开始反向充电。
而上述过程周而复始,电路产生了输出状态的自动转换,便输出方波。
方波信号发生原理由于图中所示电路电筒正向充电和反向充电的时间常数均为RC ,而且充电的总幅值也相等,因而在一个周期内Uo=+Uz 的时间与Uo=-Uz 的时间相等,Uo 为对称的方波,所以也称为该电路为方波发生电路。
电容上电压Uc (即集成运放反相输入端电位Un )和电路输出电压Uo 波形如图所示。
矩形波的宽度Tk 与周期T 之比称为占空比,因此Uo 是占空比为1/2 的矩形波。
根据电容上电压波形可知,在1/2周期内,电容充电的起始值俄日-Ut ,终了值为+Ut ,时间常数为R3C ;时间t 趋于无穷时,Uc 趋于+Uz ,利用一阶RC 电路的三要素法可列出方程上述电路输出状态发生跳变的临界条件为:U- = U+ 其中:O O FU U R R R U =+=+322当输出U0为高电平时:H O HO FU U R R R U =+=+322当输出U0为低电平时:L O L O FU U R R R U -=+-=+322刚开始振荡建立时,由于电路中的电扰动,并通过正反馈,使输出很快变为高电平或低电平。
振荡周期为:21T T T +=而方波发生电路中电容正向充电与反向充电的时间常数均为RC ,而且充电的总幅值也相等,因而在一个周期内uO=+UZ 的时间与uO=-UZ 的时间相等,即方波T1 = T2。
方波-三角波变换电路参考设计
量结果填入表2。
表2
三角波
Rw4调至最小值 幅度 波形
(Vopp)
Rw4调至中间某个值 幅度(Vopp) 波形
Rw4调至最大值 幅度(Vopp) 波形
方波
方波的tr(us) 方波的td(us) fo(Hz)测量值 Rw4+ R6(测量) fot(Hz)计算值 (fot- fo)/ fot*100
2、方波-三角波主要参数测试(续)
该电路由一个迟滞比较器和积分器组成。对于±15V双
电源供电方式,方波的幅度为:
,VOM>6V。
(2)方波-三角波变换电路参考设计(续)
三角波的幅度为:
方波的周期T为:
五、基础实验内容及要求
1、 正弦波主要参数测试
参考图5设计RC正弦 波振荡电路,计算出各元 件参数值,R w1、R w2采 用双联可调电位器。
实验六 信号产生与转换电路设计
一、 实验目的
(1)掌握正弦波振荡电路的基本工作原理; (2)掌握RC正弦波振荡电路的基本设计、调试和分析 方法; (3)掌握方波、三角波发生器的基本设计、调试和分析 方法; (4)理解正弦波产生电路和方波、三角波转换电路的相 互转换。
二、实验仪器及器件
(1)双踪示波器; (2)直流稳压电源; (3)数字电路实验箱或实验电路板; (4)数字万用表; (5)uA741集成电路芯片.
2、设计要求
(1)输出波形:正弦波、方波和三角波; (2)输出频率:750HZ--7KHZ可调。 (3)输出峰峰值:正弦波Upp≥5V,方波Upp≥12V,三 角波Upp≥3V。
(4)输出阻抗*不大于100Ω。
(5)方波的占空比可调*。 说明:带(*)的指标要求为扩展内容。
lm358正弦波方波三角波产生电路
lm358正弦波方波三角波产生电路LM358是一种双通道运算放大器,具有低功耗和宽电源电压范围等特点,非常适合用于信号处理、滤波以及波形生成电路。
在本文中,我们将针对LM358正弦波、方波和三角波产生电路展开探讨,并提供详细的电路设计原理和实现步骤。
1. LM358正弦波产生电路正弦波产生电路是一种基本的波形生成电路,能够产生具有稳定幅值和频率的正弦波信号。
使用LM358运算放大器和一些基本的无源元件,我们可以设计出简单而稳定的正弦波产生电路。
我们需要通过一个RC 网络将运算放大器配置为反馈振荡电路。
通过调整RC网络的参数,可以实现所需频率的正弦波输出。
需要注意的是,为了稳定输出的幅值和频率,我们需要精心选择和调整电阻和电容的数值。
2. LM358方波产生电路方波产生电路是一种能够生成具有固定占空比和频率的方波信号的电路。
使用LM358运算放大器和几个简单的元件,我们可以设计出稳定的方波产生电路。
我们可以将LM358配置为比较器,通过设置阈值电压和反馈电阻,可以实现所需频率和占空比的方波输出。
需要注意的是,选择合适的电阻和电容数值,可以使得方波输出的上升和下降沿更加陡峭。
3. LM358三角波产生电路与正弦波和方波不同,三角波产生电路能够生成具有线性变化斜率的三角波信号。
同样地,我们可以利用LM358运算放大器和几个简单的元件设计出稳定的三角波产生电路。
我们可以将LM358配置为积分放大器,通过输入一个方波信号,并将其积分,可以得到具有线性变化斜率的三角波输出。
调整输入方波的频率和幅值,可以进一步调整三角波输出的频率和幅值。
总结回顾通过对LM358正弦波、方波和三角波产生电路的探讨,我们可以看到LM358作为运算放大器在波形生成电路中的灵活性和高性能。
通过精心设计和调整,我们可以实现稳定、精确和灵活的波形输出。
值得一提的是,LM358产生的波形信号可以应用于各种信号处理和波形调制电路中,具有广泛的应用前景。
三,三角波、方波、正弦波
波形发生电路的设计一、课题:波形发生电路二、主要技术指标:能输出正弦波、方波、三角波。
正弦波Vpp=10V,f=160HZ;方波Vpp=6V,f=160HZ;三角波Vpp=4V,f=160HZ;方波Vpp=6V,f=160HZ。
三、方案论证及选择:(1)方波:方波产生电路是一种能够直接产生方波或矩形波的非正弦信号发生电路。
由于方波包含了极丰富的谐波,因此,这种电路又成为多谐振荡电路。
这是在迟滞比较器的基础上连了一个积分电路,把输出电压经Rf,C反馈到集成运放的反向端。
在运放的输出端引入限流电阻R和两个背靠背的稳压管就组成了一个双向方波发生的电路。
(2)三角波:三角波产生电路主要是积分电路的正向和反向充放电时间常数相等。
即与锯齿波产生的差别。
积分电路利用虚地的概念,电容C存在的漏电流也是产生误差的原因之一,选用泄漏电阻大的电容器可减少这种误差。
(3)正弦波:从结构上看,正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。
振幅平衡和相位平衡是正弦波振荡电路产生持续振荡的两个条件。
四、系统组成框图:系统由三个相对独立的分模块组成。
首先由选频网络选出电路的噪音中频率,符合选频网络的频率特性的一支通过放大然后输出正弦波。
正弦波输出后,以该信号做为信号源作为下一级的输入,从而输出方波。
同理,方波输入下一级积分电路中经过积分电路积分产生三角波。
五、单元电路设计及说明:1.正弦波信号产生单元:下图电路为桥式振荡电路。
该电路由三部分组成,即放大电路、选频网络和反馈网络。
其选频网络的频率特性如下:1211,;11rj cr r j cZ r Z j c j c j c r j c ωωωωωω+=+===++反馈网络的反馈系数为2212();13()v Z j cRF s Z Z j cR j cR ωωω==+++由此可得RC 串并联选频网络的幅频响应即相频响应为2001;3()v F j ωωωω=+-0()arctan;3f ωωωωϕ-=-由上两式知当00112f f rc rc ωωπ====或时,幅频响应的幅值为最大,即max 1;3F =相应的相频响应的相位角为零,即0;f ϕ=此时输出电压的幅值最大,并且输出电压为输入电压的3倍。
正弦波-方波-三角波发生电路设计
东华理工大学长江学院课程设计报告正弦波-方波-三角波发生电路设计学生姓名:专业:班级:指导教师:正弦波-方波-三角波发生电路设计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),也可以采用集成电路(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,本课题采用由集成运算放大器与积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法。
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;也可以首先产生正弦波,再将正弦波变成方波-三角波或将方波变成三角波等等。
本课题采用先产生正弦波,再将方波变换成三角波的电路设计方法,本课题中函数发生器电路组成框图如下所示:由比较器和积分器组成正弦波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波,目录1、正弦波发生器 (3)2、方波发生器 (4)3、三角波发生器 (7)4、正弦波-方波-三角波发生器 (9)5、总电路图、元器件清单 (10)6、心得体会及参考文献 (11)简述:方波、正弦波、三角波是电子电路中经常用到的信号,设计一个正弦波-方波-三角波发生电路。
具体技术要求如下:(1)正弦波-方波-三角波的频率在100Hz-20KHz范围内连续可调;(2)正弦波和方波的信输出幅度为6V,三角波的输出幅度在0-2V之间连续可调;正弦波的失真度r5%;(4)设计上述电路工作所需的直流稳压电源电路。
使用仪器及测量仪表:选用元器件(1).集成运放F007(a741);(2)稳压及开关二极管;(3)电阻、电容、电位器若干。
测量仪表(1)直流稳压电源;(2)示波器;(3)万用表(4)频率计(5)交流电压表一、正弦波发生器其振荡频率为1kHz。
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方波-三角波产生电路的设计1 技术指标设计一个方波-三角波产生电路,要求方波和三角波的重复频率为500Hz,方波脉冲幅度为6-6.5V,三角波为1.5-2V,振幅基本稳定,振荡波形对称,无明显非线性失真。
2 设计方案及其比较产生方波、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;也可以直接产生三角波—方波。
由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波。
2.1 方案一非正弦波发生器的组成原理是电路中必须有开关特性的器件,可以是电压比较器,、集成模拟开关、TTL与非门等;具有反馈网络,它的作用是通过输出信号的反馈,改变开关器件的状态;具有延迟环节,常用RC电路充放电来实现;具有其他辅助部分,,如积分电路等。
矩形经过积分器就变成三角波形,即三角波形发生器是由方波发生器和反向积分器所组成的。
但此时要求前后电路的时间常数配合好,不能让积分器饱和。
如图1所示为该电路设计图。
由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器,一般均包括比较器和RC积分器两大部分。
如图所示为由迟滞比较器和集成运放组成的积分电路所构成的方波和三角波发生器。
构成迟滞比较器,用于输出方波;构成积分电路,用于把方波转变为三角波,即输出三角波。
图1 方案一电路设计图U1构成迟滞比较器,同相端电位由和决定。
利用叠加定理可得:当时,U1输出为正,即当时,U1输出为负,即构成反相积分器,为负时,正向变化。
为正时,负向变化。
当时,可得:当上升使略高于0v时,U1的输出翻转到同样,时,当下降使略低于0时,。
这样不断重复就可以得到方波和三角波,输出方波的幅值由稳压管决定,被限制在之间。
积分电路的输入电压是滞回比较器的输出电压,而且不是,就是,所以输出电压的表达式为:(1>式中为初态时的输出电压。
设初态时正好从跃变为,即该式又可写为:(2>积分电路反向积分,随时间的增长线性下降,根据迟滞比较器的电压传输特性,一旦,再稍减小,将从跃变为,使得二式变为:稳压管的稳定电压直接决定输出方波的幅度大小,即方波的幅度为:三角波的幅度为:<3)方波、三角波的频率为:<4)其中,由上式可看出调节电位器可改变三角波的幅度,但会影响方波、三角波的频率;调节电位器可改变方波、三角波的频率,但不会影响方波、三角波的幅度。
根据实验的技术指标,要求方波和三角波的重复频率为500Hz,方波脉冲幅度为6-6.5V,三角波为1.5-2V,再结合已经给定的实验器材,我们可以取:对于滑阻在电路运行过程当中应该调整为何值,我们除了通过以上公式计算外,还可以通过相应软件进行仿真,不断调整滑阻阻值的大小,通过观察波形的幅度和频率,来确定滑阻滑片的位置。
通过仿真,确定了滑阻滑片的位置,调节滑片位置,使得与的值均为如图1中所示。
2.2 方案二电路设计图如图所示:图2 方案二电路设计图如图2,该图的基本原理是:前半部分的电路构成一个RC正弦波振荡电路,用于产生正弦波,具体细节见如下图3<对原电路图的部分放大)所示:由构成一个正反馈兼选频网络。
取输出电压为,反馈电压<由于该电路为RC正弦波振荡电路,即反馈电压也为输入电压)为,反馈系数为F即令则代入上式得出:<5)即当时,图3 方案二电路部分结构明细图由上式分析可知,只要为RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数等于3的放大电路就可构成RC正弦波振荡电路构成负反馈网络,取2端电压为,3端电压为,由以上分析可知,又<6)由上式代入得:考虑到起振条件,所选放大电路的电压放大倍数应略大于3。
由于要求方波和三角波的重复频率为500Hz,即再结合已经给定的实验器材,我们可以取:R51kD1DIODED2DIODEU2OPAMPR610k+88.8AC VoltsD31N4728AD41N4728A图4 方案二电路部分结构明细图再看中间的部分,如上图4所示: 运放与二极管一起构成电压比较器,用于将输入的正弦波转成方波,起分压作用,防止因电压过大而损坏二极管。
为稳压管,用于控制其输出波形的幅度大小,与的功能一样,用来保护稳压管不被损坏。
稳压管的稳定电压直接决定输出方波的幅度大小。
在分析末端电路,如图5所示,该电路为一积分器,用于把方波转化为三角波,取左端电压为,流经的电流为,流经的电流为电路中,中电流等于电阻R 中电流输出电压与电容电压关系为而电容电压等于其电流的积分,故求解得:<7)D31N4728A D41N4728A R730kU3OPAMPC30.05uFR830k图5 方案二电路部分结构明细图已知三角波的重复频率为500Hz,已产生方波脉冲幅度为6V,要求三角波幅度为1.5-2V,再结合已经给定的实验器材,我们可以取R8起平衡电阻的作用,取值应与R7一样,即至此,整个方案2的元件参数已全部确定。
即为:2.3 方案三方案三的电路原理图如下图6所示,最左端的电路为触发电路,用于产生一个微小的含有丰富频率的电流。
如图由一起外加触发电路构成一个方波发生电路。
一起构成一个积分电路,用于将输入的方波转化为三角波。
因为矩形波电压只有两种状态,不是高电平,就是低电平,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的相互转换,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的延迟时间。
图6左半部分为矩形波发生电路,,它由反向输入的滞回比较器和RC电路组成。
RC回路既作为延时环节,又作为反馈网络,通过RC充放电实现输出状态的自动转换。
图中滞回比较器的输出电压,闸值电压<8)因而其电压传输特性如图7所示图6 方案三电路原理图设某一时刻输出电压,则同向输入端电位。
通过对电容C正向充电,如图8所示。
反向输入端电位随时间增长而逐渐升高,当趋近于无穷时,趋近于。
但是,一旦,再稍增大,就从跃变为,与此同时从跃变为。
随后,又通过对电容C反向充电,或者是放电如图8所示。
反向输入端电位随时间增长而逐渐降低,当趋近于无穷时,趋于;但是,一旦,再稍减小,就从跃变为,与此同时从跃变为,电容又开始正向充电。
上述过程是周而复始的,电路产生了自激振荡。
由于图6所示的电路中正向充电与反向充电的时间常数均为RC,而且充电的总幅值也相等,因而在一个周期内的时间与的时间相等,为对称的方波,所以也称该电路为方波发生电路。
电容电压和电路输出电压波形如图8所示,是占空比为的矩形波。
图7 滞回比较器电压传输特性图8 电容电压和电路输出电压波形图根据电容上的电压波形可知,在二分之一周期内,电容充电的起始值为,终了值为,时间常数为;时间趋于无穷时,趋于,利用RC电路的三要素法可列出方程:<9)联立<6)<7)二式,即可求出振荡周期<10)通过以上分析可知,调整电压比较强的电路参数和可以改变的幅值,调整电阻和电容C的数值可以改变电路的振荡频率。
而要调整输出电压的幅值,则要换稳压管以改变,此时的幅值也将随之变化。
由于要求方波和三角波的重复频率为500Hz,即再结合已经给定的实验器材,我们可以取:在分析末端电路,如图6所示,该电路为一积分器,用于把方波转化为三角波,取左端电压为,流经的电流为,流经的电流为。
电路中,中电流等于电阻中电流。
输出电压与电容电压关系为而电容电压等于其电流的积分,故求解得:<11)已知三角波的重复频率为500Hz,已产生方波脉冲幅度为6V,要求三角波幅度为1.5-2V,再结合已经给定的实验器材,我们可以取起平衡电阻的作用,取值应与一样,即至此,整个方案2的元件参数已全部确定。
即为:2.4 方案比较从电路布线来看,方案三最简单,方案二较为复杂。
就原理上来说方案二也是最复杂的,方案一三原理基本相同,直接通过RC振荡电路产生一个方波,在通过积分电路把方波转变为三角波。
而方案二则是通过RC正弦波振荡电路产生一个正弦波,在通过电压比较器把正弦波转化为方波,在通过积分电路把方波转变为三角波。
对于方案一,,相对其他两个方案还有一个优点,该方案的设计电路中有两个滑阻,可以便于实验调节。
3 实现方案3.1 电路布线及原理本次实验本小组选用方案一作为用来实现要求的方案。
其电路图如方案一中图1所示,下图9为测试电路的布线图。
图9 测试电路的布线图工作原理及过程请参见方案一的详细说明。
3.2 各个元器件的说明各元器件名称及功能:名称数量功能备注直流稳压电源 1 1.为运放提供电压使其正常工作2.产生触发电流双踪示波器 1 观察输出波形万用表 1 帮助实验布线运放 2 参见方案一的详细说明LM324滑阻 2 参见方案一的详细说明电容 1 参见方案一的详细说明电阻 4 参见方案一的详细说明面包板 1 用于实验布线剪刀 1 帮助实验布线镊子 1 帮助实验布线导线若干导通电流稳压二极管 2 稳定输出电压,产生方波稳定电压:6V部分元器件的详细说明:LM324:LM324系列器件带有差动输入的四运算放大器。
与单电源应用场合的标准运算放大器相比,它们有一些显著优点。
该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下,静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。
共模输入范围包括负电源,因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。
它有14个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端。
LM324的引脚排列见图10。
应用领域包括传感器放大器,直流增益模块和所有传统的运算放大器现在可以更容易地在单电源系统中实现的电路。
图10运算放大器1,2,3脚是一组5,6,7脚是一组,8,9,10脚是一组,12,13,14脚是一组,剩下的两个脚是电源,1,7,8,14是各组放大器的输出脚,其它的就是输入脚。
稳压二极管:稳压二极管是一种用于稳定电压的单PN结二极管。
此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。
在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很少的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。
稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联可以获得更多的稳定电压。
4 调试过程及结论4.1 调试过程在实验开始的时候,本小组所选的实现方案的电路并不是方案一,而是选用的方案二。
在实验开始的时候,误将芯片对直流稳压电源的正负极接反了,接通并开启了直流稳压电源后,发现其直流稳压电源上显示的输出电压示数与原先未接通电路时调整好的输出电压示数<12V)相差很大。
开始的时候并没有意识到将芯片的正负极接反的问题,以为是直流稳压电源的问题,于是一直在调节直流稳压电源的输出电压。