波形产生电路基础知识
一节几种常用脉冲波形产生和整形电路
锯齿波产生电路
锯齿波产生电路通常由一个运算放大器和两个电容组成。输入信号通过一个电容加到运算放大器的反 相输入端，输出信号通过另一个电容反馈到运算放大器的同相输入端。通过调整电容的充放电时间， 可以获得不同频率和幅度的锯齿波。
多谐振荡器
总结词
多谐振荡器是一种能够产生方波或近似方波的脉冲整 形电路，其输出频率和占空比可以通过电路参数进行 调整。
详细描述
多谐振荡器由两个反相器串联而成，每个反相器都有 一个电容和电阻并联。当输入信号为高电平时，多谐 振荡器的输出信号为低电平；当输入信号为低电平时 ，多谐振荡器的输出信号为高电平。由于电容的作用 ，多谐振荡器的输出信号频率和占空比可以通过调整 电阻和电容的值来改变。多谐振荡器在数字电路、通 信系统和控制系统中有着广泛的应用。
脉冲幅度解调（PAD）
定义
脉冲幅度解调是将脉冲幅度调制信号还原为原始模拟信号 的过程。通过检测脉冲的幅度并将其转换为相应的模拟信 号值。
工作原理
在PAD中，输入的PAM信号被检测并转换为相应的模拟信 号。通过比较每个脉冲的幅度与预设阈值，可以还原出原 始的模拟信号波形。
应用
PAD广泛应用于数字通信、雷达、测距等领域的接收端， 用于将传输的PAM信号还原为原始的模拟信号。
应用
PFM电路广泛应用于通信、测量和控制等领域。例如，在无线电广播中，PFM用于将音频信号传输到听 众的收音机中。
脉冲频率解调（DFM）
01
定义
脉冲频率解调是一种将已调制的脉冲信号还原为原始信号的过程。在
DFM中，通过测量脉冲信号的频率来恢复原始信号。
波形产生电路实验报告
波形产生电路实验报告一、实验目的本实验旨在探究波形产生电路的基本原理和实现方法，并通过实验操作，了解不同电路参数对波形产生的影响。
二、实验器材1.示波器2.函数信号发生器3.电阻、电容等元器件4.万用表三、实验原理1.基本原理：波形产生电路是指能够产生各种规定形状的周期性信号的电路。
其中，常见的信号有正弦波、方波、三角波等。
2.具体实现：通过改变元器件参数或改变连接方式，可以得到不同形状和频率的周期性信号。
例如，正弦波可以通过RC滤波电路产生；方波可以通过比较器电路和反相放大器电路产生；三角波可以通过积分放大器电路和反相放大器电路产生。
四、实验步骤及结果分析1.正弦波产生电路：（1）将函数信号发生器输出连接至RC滤波电路输入端；（2）调节函数信号发生器输出频率为1000Hz；（3）调节RC滤波电路中的R值和C值，观察示波器上输出的正弦波形状，并记录下所使用的元器件参数；（4）重复以上步骤，改变RC电路中的R和C值，观察输出波形的变化情况。
实验结果：通过调节RC电路中的R和C值，可以得到不同频率和振幅的正弦波。
2.方波产生电路：（1）将函数信号发生器输出连接至比较器电路输入端；（2）设置比较器电路阈值电压为0V；（3）调节函数信号发生器输出频率为1000Hz；（4）观察示波器上输出的方波形状，并记录下所使用的元器件参数；（5）重复以上步骤，改变比较器电路阈值电压和函数信号发生器输出频率，观察输出波形的变化情况。
实验结果：通过调节比较器电路阈值电压和函数信号发生器输出频率，可以得到不同占空比和频率的方波。
3.三角波产生电路：（1）将函数信号发生器输出连接至积分放大器电路输入端；（2）将积分放大器电路输出连接至反相放大器输入端；（3）调节函数信号发生器输出频率为1000Hz；（4）观察示波器上输出的三角波形状，并记录下所使用的元器件参数；（5）重复以上步骤，改变积分放大器电路中的R和C值，观察输出波形的变化情况。
波形发生电路原理
波形发生电路原理波形发生电路是一种电子电路，用于产生特定形状和频率的电压或电流波形。
它通常由活动元件（例如晶体管、集成电路）和被动元件（例如电阻、电容）组成。
波形发生电路的原理基于信号的周期性。
一般来说，波形发生电路需要一个参考信号（例如时钟信号、振荡器信号），根据参考信号的周期和幅值来产生期望的波形。
具体的原理取决于所采用的电路拓扑和元件类型。
常见的波形发生电路包括正弦波发生器、方波发生器、矩形波发生器和三角波发生器等。
下面以正弦波发生器为例，介绍其工作原理：1. 整体思路：正弦波发生器的核心思想是利用反馈机制，将一个信号通过放大和滤波处理后再输入到自身，形成一个稳定的正弦波输出。
2. 振荡器电路：正弦波发生器的关键是振荡器电路，它负责产生频率恒定的振荡信号。
常见的振荡器电路包括LC振荡器、晶体振荡器、RC振荡器等。
以LC振荡器为例，它由电感(L)和电容(C)构成，并配合放大元件组成正反馈网络。
3. 放大器电路：振荡器电路生成的振荡信号较弱，需要经过放大器电路放大后才能得到理想的输出。
这里可以采用放大器电路，如共射放大电路或运算放大器等。
4. 滤波器电路：放大器电路放大信号后，仍然会存在一些杂散信号或高频成分。
因此，需要使用滤波器电路，如低通滤波器或带通滤波器，将不需要的信号滤除，只保留所需的正弦波信号。
通过以上的电路组合，正弦波发生器可以实现将一个参考信号转换成期望频率和幅度的正弦波输出。
实际设计时，需要根据具体要求选择合适的元件和电路拓扑，以实现所需的波形。
需要注意的是，不同类型的波形发生器可能有不同的电路原理和参数设置，本文所述仅作为示例，具体应用需根据实际情况进行调整和优化。
pwm波形发生的基本原理
pwm波形发生的基本原理PWM波形发生的基本原理PWM（脉宽调制）是一种用于生成脉冲波形的技术。
其基本原理是通过对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，这些脉冲可以代替正弦波或所需要的波形。
一、PWM控制的基本原理PWM控制的基本原理是通过控制逆变电路开关器件的通断，使得输出端得到一系列幅值相等的脉冲。
这些脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。
在PWM控制中，按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
这种调制方式使得PWM波形具有高精度、高稳定性和高可靠性。
二、PWM波形的生成PWM波形的生成通常需要以下几个步骤：1.产生参考信号：参考信号是一个与所需波形（如正弦波）相对应的信号。
这个信号可以是模拟信号或数字信号。
2.比较器：比较器用于比较参考信号和锯齿波信号。
当参考信号的值高于锯齿波信号时，比较器输出高电平；当参考信号的值低于锯齿波信号时，比较器输出低电平。
3.开关器件：根据比较器的输出，开关器件进行通断控制。
当比较器输出高电平时，开关器件导通；当比较器输出低电平时，开关器件断开。
4.滤波器：滤波器用于平滑PWM波形的输出，以减少谐波成分。
三、PWM波形的优点PWM波形具有以下优点：1.高精度：由于PWM波形的幅值相等，因此可以实现高精度的电压和频率控制。
2.高稳定性：PWM波形的输出不受温度、电压等环境因素的影响，因此具有高稳定性。
3.低噪声：由于PWM波形的脉冲宽度相等，因此具有较低的噪声。
4.易于数字化：PWM波形可以通过数字信号处理器（DSP）等数字器件实现，因此易于数字化。
四、PWM波形的应用PWM波形广泛应用于各种电子设备中，如电机控制、电源转换、音频放大等。
在电机控制中，PWM波形可以用于控制电机的速度和方向；在电源转换中，PWM波形可以用于实现高效的电能转换；在音频放大中，PWM波形可以用于产生高质量的音频信号。
第7章 脉冲波形的产生与处理电路
7.7 三角波发生器与锯齿波发生器
7.7.1 三角波发生器 图示电路中运放A1与电阻R1、R2构成同相输入的施密特触发 器，运放A2与R4、C构成积分电路，二者共同形成闭合回路。
R2 R1 vP vI vo1 R1 R2 R1 R2 可以求出vo1分别在VZ 和 VZ时, vP 等于0的vI 值，即： R1 Vth1 VZ ; R2 Vth 2 R1 VZ R2
7.1 脉冲波形的基础知识 图示波形为几种常见的脉冲波形，它们是时间函数，一般幅 值变化有突变点。
三角波
实际的脉冲波形与理想情况有 差别。 在输入理想的方波信号时，如 果输出信号的上升和下降沿越 陡，说明电路高频特性好，上 限截频高。顶部倾斜小，说明 低频特性好，下限截频低。 1.脉冲幅度Vm：脉冲的高、低电平之差。 2.平均脉宽tw：一般以脉冲前、后沿上瞬时值为0.5Vm的对应点之间的时 间间隔代表平均脉宽。 3.重复周期T：相邻两个脉冲对应点之间的时间间隔。 4.上升时间tr：脉冲波形从0.1Vm上升到0.9Vm所需的时间。 5.下降时间tf：脉冲波形从0.9Vm下降到0.1Vm，所需的时间。 6.占空比D：平均脉宽tw和重复周期T的比值称为占空比。方波占空比为50 ％。 7.顶部倾斜ΔVm：顶部高点与底点之差。
7.4门电路（将在下学期“数字电路”中学习）
关于门电路的简单介绍 与 门：
或 门：
非门、与非门、或非门：
7.5单稳态电路
翻转 稳态 外加脉冲 暂稳态 翻转 稳态
种类：门电路、施密特触发器、555定时电路以及分立元件 （晶体管）构成，也有专用的单片单稳态触发器。
7.5.1 由门电路构成的单稳态触发器
设：t=0时，vo1=VZ，vo=0,电容恒流充电，vo下降。 当vo=Vth2=-VZR1/R2时，施密特触发器翻转，电容恒流放电 并反向充电。 当vo =Vth1 =VZR1/R2时，施密特触发器再次翻转，电容恒流 放电并反向充电。
波形发生器原理
波形发生器原理波形发生器是一种能够产生各种波形信号的电子设备，它在许多电子领域中都有着广泛的应用，比如在通信、测试仪器、医疗设备等领域。
波形发生器的原理是基于信号发生器的基本原理，通过不同的电路结构和控制方式，可以产生不同类型的波形信号，如正弦波、方波、三角波和锯齿波等。
波形发生器的基本原理是利用振荡电路产生一定频率和幅度的周期性信号。
振荡电路是由放大器、反馈网络和反馈元件组成的。
当反馈网络和反馈元件满足一定的条件时，放大器就会产生自激振荡，输出一定频率和幅度的信号。
波形发生器可以通过调节反馈网络和反馈元件的参数，来改变输出信号的频率和幅度，从而实现不同类型的波形信号的产生。
在波形发生器中，常用的振荡电路包括晶体振荡器、RC振荡器和LC振荡器等。
晶体振荡器是利用晶体谐振的特性产生稳定的高频信号，适用于需要高频率和稳定性的场合。
RC振荡器是利用电容和电阻构成的振荡网络产生信号，适用于低频和中频范围。
LC振荡器则是利用电感和电容构成的振荡网络产生信号，适用于需要较高频率和较高稳定性的场合。
除了振荡电路，波形发生器还需要一些控制电路来实现对输出波形的调节和控制。
比如，通过控制电压控制振荡电路的频率和幅度，通过数字控制接口实现对波形发生器的编程控制等。
这些控制电路可以使波形发生器具有更灵活的功能，满足不同应用场合的需求。
总的来说，波形发生器是一种能够产生各种波形信号的电子设备，它的原理是基于振荡电路产生一定频率和幅度的信号，通过控制电路实现对输出波形的调节和控制。
波形发生器在电子领域中有着广泛的应用，是许多电子设备中不可或缺的部分。
希望本文对波形发生器的原理有所帮助，谢谢阅读！。
三角波、方波、正弦波发生电路
波形【2 】产生电路请求：设计并制造用分立元件和集成运算放大器构成的能产生方波.三角波和正弦波的波形产生器.指标：输出频率分离为：102H Z.103H Z和104Hz;方波的输出电压峰峰值V PP≥20V（1）计划的提出计划一：1.由文氏桥振荡产生一个正弦波旌旗灯号.2.把文氏桥产生的正弦波经由过程一个过零比较器从而把正弦波转换成方波.3.把方波旌旗灯号经由过程一个积分器.转换成三角波.计划二：1.由滞回比较器和积分器构成方波三角波产生电路.2.然后经由过程低通滤波把三角波转换成正弦波旌旗灯号.计划三：1.由比较器和积分器构成方波三角波产生电路.2.用折线法把三角波转换成正弦波.（2）计划的比较与肯定计划一：文氏桥的振荡道理：正反馈RC收集与反馈歧路构成桥式反馈电路.当时,F=1/3.Au=3.然而,起振前提为Au略大于3.现实操作时, R1=R2.C1=C2.即f=f假如要知足振荡前提R4/R3=2时,起振很慢.假如R4/R3大于2时,正弦波旌旗灯号顶部掉真.调试艰苦.RC串.并联选频电路的幅频特征不对称,且选择性较差.是以废弃计划一.计划二：把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环体系,就构成三角波产生器和方波产生器.比较器输出的方波经积分可得到三角波.三角波又触发比较器主动翻转形成方波,如许即可构成三角波和方波产生器.经由过程低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固定频率或频率变化规模很小的情形下应用.然而,指标请求输出频率分离为102H Z.103H Z和104Hz.是以不知足应用低通滤波的前提.废弃计划二.计划三：方波.三角波产生器道理如同计划二.比较三角波和正弦波的波形可以发明,在正弦波从零逐渐增大到峰值的进程中,与三角波的差别越来越大;即零邻近的差别最小,峰值邻近差别最大.是以,依据正弦波与三角波的差别,将三角波分成若干段,按不同的比例衰减,就可以得到近似与正弦波的折线化波形.并且折线法不受频率规模的限制.分解以上三种计划的优缺陷,最终选择计划三来完成本次课程设计.（3）工作道理：1.方波.三角波产生电路道理该电路由滞回比较器和积分器构成.图中滞回比较器的输出电压u01=Uz ±,它的输入电压就是积分电路的输出电压u02.则U1A 的同相输入端的电位：101202up=1212R u R u R R R R +++,令up=un=0,则阀值电压：1022R Ut u Uz R ±==±;积分电路的输入电压是滞回比较器的输出电压u01,并且不是+Uz,就是-Uz,所以输出电压的表达式为：01(10)0202(0)82u t t u u t R C -=-+;设初态时u01正好从-Uz 跃变到+Uz,则：(10)0282Uz t t u Ut R C -=-+,积分电路反向积分,u02随时光的增加线性降低,一旦u02=-Ut,在稍减小,u01将从+Uz 跃变为-Uz,使式变为：(21)0282Uz t t u Ut R C -=-,积分电路正向积分,u02随时光增加线性增大,一旦u02=+Ut,再稍微增大,uo1将从-Uz 跃变为+Uz,回到初态.电路反复上述进程,因而产生自激振荡.由上剖析,u01是方波,且占空比为50%,幅值为Uz ±;u02是三角波,幅值为Ut ±.取正向积分进程,正向积分的肇端值-Ut,终了值+Ut,积分时光为T/2,代入(21)0282Uz t t u Ut R C -=-,得282Uz T Ut Ut R C +=-,式中12R Ut Uz R =,整顿可得：24812R f R R C =. 2.正弦波产生电路道理折线法是用多段直线逼近正弦波的一种办法.其根本思绪是将三角波分成若干段,分离按不同比例衰减,所获得的波形就近似为正弦波.下丹青出了波形的1/4周期,用四段折线逼近正弦波的情形.图中UImax 为输入三角波电压幅值.依据上述思绪,可以采用增益主动调节的运算电路实现.应用二极管开关和电阻构成反馈通路,跟着输入电压的数值不同而转变电路的增益.在ωt=0°~25°段,输出的“正弦波”用此段三角波近似（二者重合）,是以,此段放大电路的电压增益为1.因为ωt=25°时,标准正弦波的值为sin25°≈0.423,这里uO=uI=25/90UImax≈0.278UImax ,所以,在ωt=90°时,输出的“正弦波”的值应为uO=0.278/0.423UImax≈0.657UImax .在ωt=50°时,输入三角波的值为uI=50/90UImax≈0.556UImax,请求输出电压uO=0.657UImax×sin50°≈0.503UImax,可得在25°~50°段,电路的增益应为ΔuO/ΔuI=(0.503−0.278)/(0.556−0.278)=0.809.在ωt=70°时,输入三角波的值为uI=70/90UImax≈0.778UImax,请求输出电压uO=0.657UImax×sin70°≈0.617UImax,可得在50°~70°段,电路的增益应为ΔuO/ΔuI=(0617−0.503)/(0.778−0.556)=0.514.在ωt=90°时,输入三角波的值为uI=UImax,请求输出电压uO≈0.657UImax,可得在70°~90°段,电路的增益应为ΔuO/ΔuI=(0.657−0.617)/(1−0.778)=0.180. 下页图所示是实现上述思绪的反相放大电路.图中二极管D3～D5及响应的电阻用于调节输出电压u03>0时的增益,二极管D6～D8及响应的电阻用于调节输出电压u03<0时的增益.电路的工作道理剖析如下.当输入电压uI <0.278UImax时,增益为1,请求图中所有二极管均不导通,所以反馈电阻Rf=R11.据此可以选定Rf=R11=R6的阻值均为1kΩ.当ωt=25°~50°时,电压增益为0.809,请求D1导通,则应知足:13//110.8096R R R =,解出R13=4.236k Ω.因为在ωt=25°这一点,D1开端导通,所以,此时二极管D1正极电位应等于二极管的阈值电压Vth .由图可得:03141314u VEE Vth VEE R R R --=+,式中u03是ωt=25°时输出电压的值,即为0.278UImax .取UImax=10V ,Uth=0.7V ,则有100.278(15)14(15)0.74.23614R R ⨯--+-=+解出R14=31.97k Ω.电阻取标准值,则R13=4.22k Ω,R14=31.6k Ω.其余剖析如上.须要解释,为使各二极管可以或许工作在开关状况,对输入三角波的幅度有必定的请求,假如输入三角波的幅渡过小,输出电压的值不足以使各二极管依次导通,电路将无法正常工作,所以上述电路采用比列可调节的比例运算电路（U3A 模块）将输出的三角波的幅值调至10V ±.（4）元件选择：①选择集成运算放大器因为方波前后沿与用作开关的器件U1A 的转换速度SR 有关,是以当输出方波的反复频率较高时,集成运算放大器A1 应选用高速运算放大器.集成运算放大器U2B 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,重要事集成放大器参数非幻想所致.是以为了减小积分误差,应选用输入掉调参数（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.反比拟例运算放大器请求放大不掉真.是以选择信噪比低,转换速度SR 高的运算放大器.经由芯片材料的查询,TL082 双运算放大转换速度SR=14V/us.相符各项指标请求.②选择稳压二极管稳压二极管Dz 的感化是限制和肯定方波的幅度,是以要依据设计所请求的方波幅度来选稳压管电压Dz.为了得到对称的方波输出,平日应选用高精度的双向稳压管③电阻为1/4W的金属薄膜电阻,电位器为周详电位器.④电容为通俗瓷片电容与电解电容.（5）仿真与调试按如下电路图衔接衔接完成后仿真,仿真组图如下仿真完成后开端焊接电路,焊接完成后开端调试,调试组图如下：.（5）总结该设计完整知足指标请求.第一：下限频率较高：70hz.原因剖析：电位器最大阻值和相干电阻阻值的参数不准确.改良：用阻值周详电位器和电阻.第二：正弦波在10000HZ时,波形已变坏.原因剖析：折线法中各电阻阻值不精准,TL082CD不知足参数请求.改良:采用精准电阻,用NE5532代替TL082CD..（6）心得领会“掉败乃成功之母”.从始时的调试到最后完成课程设计阅历了多次掉败.不能半途而废,永不废弃的精力在本身选择的道路上保持走下去！在此次设计进程中,表现出本身单独设计的才能以及分解应用常识的才能,领会了学乃至用.并且从设计中发明本身日常平凡进修的不足和薄弱环节,从而加以填补.时,此次模仿电子课程设计也让我熟悉到以前所学常识的不深刻,基本不够扎实,乃至于此次在设计电路图的时刻,须要反复翻阅教材的常识.我深深知道了常识连贯应用的重要性.（7）参考书目：1.童诗白.华成英,《模仿电子技巧基本》2.吴慎山,《电子技巧基本试验》3.周誉昌.蒋力立,《电工电子技巧试验》4.广东工业大学试验教授教养部,《Multisim电路与电子技巧仿真试验》（8）元件清单。
模拟电路9章节波形产生电路
当RC电路或RLC电路达到谐振状态时，会产 生振荡，从而形成尖峰波。
电路组成
主要由电阻、电容和电感等元件组成。
应用
尖峰波产生电路广泛应用于信号发生器、电 子乐器和脉冲雷达等领域。
调制波产生电路
调制波产生电路
通过调制信号对载波信号进行调制，产生具有所需波形和参数的调制 波。
电路组成
主要由调制信号源、载波信号源和调制器组成。
任意波形发生器
总结词
任意波形发生器是一种能够产生任意形状的波形信号的电路，其波形形状可以通 过编程或外部控制实现。
详细描述
任意波形发生器通常由数字信号处理器（DSP）或现场可编程门阵列（FPGA）等可 编程器件组成。通过编程或外部控制，可以生成任意形状的波形，并由DAC转换为 模拟信号输出。
08
模拟电路9章节波形产 生电路
目录 CONTENT
• 引言 • 正弦波产生电路 • 方波产生电路 • 三角波产生电路 • 锯齿波产生电路
目录 CONTENT
• 脉冲波产生电路 • 多波形产生电路 • 波形产生电路的应用 • 波形产生电路的展望
01
引言
目的和背景
研究波形产生电路的目的
波形产生电路是模拟电路中的重要组成部分 ，其目的是为了产生各种所需波形，如正弦 波、方波、三角波等。通过对波形产生电路 的研究，可以深入了解电路的基本原理、性 能指标以及实际应用。
工作原理
调制信号源产生的调制信号作为输入信号，载波信号源产生的载波信 号作为载波信号，通过调制器进行调制，从而形成调制波。
应用
调制波产生电路广泛应用于通信、广播、电视和雷达等领域。
07
多波形产生电路
函数信号发生器
波形发生电路知识点总结
波形发生电路知识点总结1. 波形类型常见的波形类型有以下几种：正弦波：具有周期性和连续性的波形，是最基本的波形之一。
在交流电路中经常使用。
方波：由高电平和低电平组成的矩形波，具有快速上升和下降的特点。
适用于数字信号传输和逻辑电路输出。
三角波：呈现出线性上升和下降的波形，广泛应用于音频设备、振荡器等领域。
锯齿波：呈现出线性上升和垂直下降的波形，适用于音频合成、频率分割等领域。
2. 基本波形发生电路基本波形发生电路可以通过适当的组件连接和操作产生所需的波形信号。
其中常用的波形发生电路包括：正弦波发生电路：通过RC振荡电路或晶体管振荡电路可以实现正弦波发生。
振荡电路的频率和幅度可以通过调节电路元件来实现。
方波发生电路：使用运放、比较器、多谐振荡器等电路可以实现方波波形的发生。
三角波发生电路：利用多谐振荡器、反相积分电路等可以产生三角波波形。
锯齿波发生电路：通过简单的积分电路和反相放大电路可以实现锯齿波波形的发生。
3. 信号发生电路信号发生电路是指利用电子元器件产生特定频率和幅度的波形信号。
信号发生电路被广泛应用于音频、视频设备、通信系统中。
常见的信号发生电路包括：电压控制振荡器（VCO）、频率合成器、数字信号发生器等。
VCO是一种基于电压控制的振荡电路，可以通过改变输入电压来调节输出频率。
VCO广泛应用于频率调制解调、PLL锁相环等领域。
频率合成器是一种将基础的频率信号合成成其他频率信号的电路。
频率合成器可以通过相位锁定环（PLL）等原理实现。
数字信号发生器是一种通过数字信号处理技术产生特定波形信号的设备。
数字信号发生器可以产生各种波形，实现高精度的信号发生。
4. 波形发生电路中的限制条件波形发生电路在工作过程中需要满足一定的限制条件，以确保电路正常工作。
常见的限制条件包括：稳定性：波形发生电路需要保持稳定的工作状态，不受外部环境的影响。
频率范围：不同类型的波形发生电路有不同的工作频率范围，需要符合设计要求。
波形产生电路
课程信息师资力量电子教案助学课件实验教学教学录像教学资源扩展课程实验一 波形产生电路一、实验目的通过实验，学会用集成运放组成各种波形发生电路，并掌握电路的调整及测量。
二、实验原理根据自激振荡原理，采用正、负反馈相结合，将一些线性的和非线性的元件与集成运放进行不同组合，就能产生各种波形。
本实验仅限于对最基本的波形发生电路进行研究。
1. 正弦波发生器= =则R F ＝2R 4。
由于实际运放的开环增益是有限值，因此必须略大于R 4的两倍。
同样，考虑到实际运放输入电阻R i （这里是同相端的）和输出电阻的影响，正弦波的频率为f 0 = （3-1-2）当取C 1=C 2=C ， R 1＝R 2＝R ，且满足R i >> R >> R o 时通常，电路元件值的确定，可按下列步骤进行：（1）根据所需要的振荡频率计算RC 值。
（2）由R i >>R >> R o ，选取合适的R ，然后再确定C 。
（3）为了减小偏置电流影响，尽量满足R F ∥R 4＝R ，同时由反馈系数要求，即可确定R F 和R 4的大小。
（4）当需要振荡频率较高时，必须选用G ·BW 较高的集成运放。
实验电路中采用了匹配对接的两只二极管作为稳幅电路，其上并接R3是用于适当削弱二极管的非线性影响，以改善波形失真。
2.方波发生器电路如图3.1.2所示。
由图可见，由R1、R2组成了正反馈网络。
当有输出电压v o时，则反馈同相端的电压v+ =。
而负反馈网络是由R、C组成的充、放电回路，运放在此仅起着比较器的作用。
它利用电容两端电压v C和v+比较，决定着v o的极性是正或是负，v o的极性又决定着通过电容的电流是充电（使v C增加）还是放电（使v C减小），而v C的图3.1.2 方波发生器高低，再次和v + 比较决定v o 的极性，如此不断反复，就在输出端产生周期性的方波。
可以证明方波的频率为（3-1-3）由此可知，方波频率不仅与RC 有关，还与正反馈网络的R 1、R 2比值有关，调节电位器R w 以改变R 值，从而改变方波信号的频率。
实验三：波形产生电路
四、 实验内容
2) 对图 3.5.4 电路进行修改，使之变成矩形 波和锯齿波振荡电路，即 vO1为矩形波， vO2 为锯齿波。要求锯齿波的逆程（电压 下降段）时间大约是正程（电压上升段） 时间的20％左右。观测vO1、vO2的波形， 记录它们的幅度、周期（频率）等参数。
下次实验内容
题目：晶体管输出特性测试电路：
1)电阻R3= R4=10K，测出下面情况时vo 的波形 电位器RW阻值依次为0 , 10K, 15K, 20K
2) 调整电位器RW使vo 为正弦波（不能失真）且 幅值最大，用示波器测出vo 的频率和峰值。并 测出电位器 RW 的阻值，分析电路的振荡条件。 3)将两个二极管断开，观察输出波形有什么变化。
实验三 波形产生电路
一 、 实验目的
1.
通过实验掌握由运放构成的正弦波振荡 电路的原理与设计方法。 2. 通过实验掌握由运放构成的方波（矩形 波）和三角波（锯齿波）振荡电路的原理 与设计方法。 3*.了解运放摆率对振荡波形跳变沿的影 响。
二、 实验任务
正弦波、三角波及脉冲方波的产生。 实验要求： （1）正弦波振荡电路的内容， 起评分70分 （ 2 ）在（ 1 ）的基础上另作多谐振荡电路的方波 及三角波的产生 起评分85分 （3）在（2）的基础上另作多谐振荡电路的矩形 波及锯齿波的产生 起评分100分
三、实验电路在实验性上的位置
实验用元件为两只A741，已经插在实验向上。
四、 实验内容
1. RC桥氏正弦振荡电路
R2 16k R1 16k C2 0.01F D1 D2
vf
C1 0.01F
＋ A
－
vo
a
R3 10k
RW b 47k
R4 10k
波形产生电路
反馈式正弦波振荡器是由放大器和反馈网络组成的一个闭合环路，
如图6-1所示。图6-1中，
分别是反馈电压、输入电压
和放大器输出电压，均代表复数。
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6.1 正弦波振荡器
要想使一个没有外加激励的放大器能产生一定频率和幅度的正 弦输出信号，就要求自激振荡只能在某一个频率上产生，因此在图 6-1所示的闭合环路中必须含有选频网络，选频网络可以包含在放大 器内，也可在反馈网络内。 而任何一个具有正反馈的放大器都必须满足一定的条件才能自 激振荡。下面我们就分析正弦波振荡器的起振条件（保证接通电源 后能逐步建立起振荡）和平衡条件（保证进入维持等幅持续振荡的 平衡状态）。
成负反馈支路，它与运算放大器A组成一个同相输入比例运算放大器，
其电压增益为
A u＝1＋
R，t 所以，只要
R1
Au ＝1＋RR31t，即Rt 2R1
就能满足振幅起振条件，产生自激振荡，振荡频率为：
f
＝
o
1 2πRC
4. 稳幅过程
为了满足振幅平衡和稳定条件，在图6-5所示振荡器的负反馈
支路上采用了具有负温度系数的热敏电阻Rt来改善振荡波形，实现
任务一：设置元器件编辑器的工作 环境
一、加载元件库编辑器
1、首先在设计数据库管理器界面下，执行菜单 命令File→New，系统将弹出新建文件对话框。 从对话框中选择原理图元件库编辑器图标，如下 图所示。
2、双击图标或者单击OK按钮，系统便在当前设计 数据管理器中创建一个新原理图元件库文档 “Schlib1.Lib”，如下图所示，此时用户可以修改 文档名。
2. RC桥式振荡器的组成
将RC串并联网络和放大器结合起来即可构成RC振荡器，由RC串 并使联振网荡络器的满选足频相特位性 条可 件知∑，φ＝在2nfπ＝f，o＝要2π求1R放C 大器时的，相其移相移A也为为零，要
波形产生电路
VR：门限电压
当VR=0时，即输入端电压和 零电平比较，称为过零比较器
过零比较器的波形变换作用：
-
为了使电压比较器的输出与后面电路的电平配合， 可在比较器的输出回路接一个由限流电阻R3 与双向稳压 管DZ 组成的限幅电路---限幅比较器。
同相输入有限幅的过零比较器
反相输入有限幅的过零比较器
2．迟滞比较器 迟滞比较器：单限比 较器的输出端通过电阻R4 引回到同相输入端构成
其门限电平VT由VR和vo共同决定
当输出为高电平时，vo=+ VZ,此时同相输入端的电压 称为上限门限电平VT+，当输出为低电平时，vo=- VZ,此 时同相输入端的电压称为下限门限电平VT－，
VT VT
R4 R2 VR VZ R2 R4 R2 R4 R4 R2 VR (VZ ) R2 R4 R2 R4
1 令： 0 f 2RC
F
1 f0 f 3 j( ) f0 f
当 f = f0
1 F 3
即：当 f = f0 时，RC串并联电路为正反馈选频网络。
Z1 当 f = f0
1 F 3
Z2
根据起振条件， AF 1
须
A 3
Rf R1
根据同相比例放大电路的增益 A 1 得电感L的作Fra bibliotek：为增大频率范围
变容二极管结电容-电压变化关系曲线
第五章小结： 1. 正弦波振荡器由放大电路、 正反馈网络和选频电路、稳 幅环节组成 2.振荡平衡条件：振幅平衡条件和相位平衡条件 ＿振幅平衡条件 AF 1
A F 2n（n为整数） ＿相位平衡条件（正反馈）
2．迟滞比较器
脉冲波形的变换与产生 数字电路知识点汇总
第八章 脉冲波形的变换与产生555定时器及其应用 1.电路结构及工作原理 555定时器内部由分压器、 电压比较器、RS 锁存器（触发器）和 集电极开路的三极管T 等三部分组成， 其内部结构及示意图如图22a)、22b)所示。
在图22b ）中，555定时器是 8引脚芯卡，放电三极管为外接电 路提供放电通路，在使用定时 器时，该三极管集电极 （第7脚）一般要接上拉电阻，1C 为反相比较器，2C 为同相比较器，比较器的基准电压由 电源电压CC V 及内部电阻分压 比决定，在控制CO V （第5脚）3V cc触发输入VI2阀值输入VI1控制电压VCO 12345678GND 触发输出复位控制电压阀值放电V cc 555图22b) 引脚图悬空时，CC R V V 321=、CC R V V 312=;如果第5脚外接控制电压， 则=1R V CO V 、212=R V CO V ，d R 端（第4脚）是复位端，只要d R 端加上低电平，输出端（第3脚）立即被置成低电平，不受其它输入状态的影响，因此正常工作时必须使d R 端接高电平。
由图22a)，1G 和2G 组成的RS 触发器具有复位控制功能，可控制三极管T 的导通和截止。
由图22a)可知，当1i V >1R V （即1i V >CC V 32）时，比较器1C 输出0=R V当2i V >2R V （即>2i V CC V 31）时，比较器2C 输出1=S VRS 触发器Q ＝03G 输出为高电平，三极管T 导通，输出为低电平（0=o V ）当1i V <1R V （即1i V <CC V 32）,2i V CC V 31<时，比较器1C 输出高电平，1=R V ，2C 输出为低电平0=S V基本RS 触发器Q ＝1，3G 输出为低电平，三极管T 截止，同时4G 输出为高电平。
当1i V >1R V （即1i V >CC V 32）时，比较器1C 输出0=R V当2i V <2R V （即2i V CC V 31<）时，比较器2C 输出0=S V⇒1G 、2G 输出Q ＝1，1=Q 同进T 截止，4G 输出为高电平 这样，就得到了表２所示555功能表。
总结波形发生电路的特点
总结波形发生电路的特点一、引言波形发生电路是电子学中常见的一种电路，其作用是产生各种不同形态的波形信号。
波形发生电路在通信、音响、测量等领域都有广泛应用。
本文将对波形发生电路的特点进行全面详细的总结。
二、波形发生电路分类1.基本振荡器基本振荡器是最简单的一种波形发生电路，通过反馈使得放大器输出正反馈，从而产生自激振荡。
常见的基本振荡器有RC相移振荡器、晶体管多谐振荡器等。
2.压控振荡器压控振荡器（VCO）是一种能够通过改变输入信号来改变输出频率的振荡器。
它常用于频率合成、调制解调等领域。
3.数字时钟和计数器数字时钟和计数器是一类以晶体震荡器为基础的数字化设备，主要用于时间计量和频率测量等领域。
三、波形发生电路特点1.稳定性好由于反馈机制的存在，使得波形发生电路具有良好的稳定性能。
在一定范围内，波形发生电路的输出频率变化很小。
2.频率范围广波形发生电路可以产生多种不同频率的信号，从几赫兹到数百兆赫兹不等。
不同类型的波形发生电路适用于不同频率范围。
3.输出波形多样波形发生电路可以产生多种不同形态的波形信号，如正弦波、方波、三角波等。
这些信号在不同领域有着广泛的应用。
4.易于设计和制造由于基本振荡器采用简单的元器件组成，因此设计和制造都相对容易。
而数字时钟和计数器则采用数字集成电路实现，具有高度可靠性和稳定性。
5.功耗低由于基本振荡器采用简单元器件组成，功耗较低。
而数字时钟和计数器则采用数字集成电路实现，功耗也相对较低。
四、应用领域1.通信领域在通信领域中，需要产生各种复杂的调制信号以满足不同通信需求。
因此，波形发生电路被广泛应用于调制解调、频率合成等方面。
2.音响领域在音响领域中，波形发生电路可以产生各种不同形态的音频信号，如正弦波、方波、三角波等。
这些信号可以用于音频合成、声音特效等方面。
3.测量领域在测量领域中，需要产生各种不同频率和形态的信号以满足不同测量需求。
因此，波形发生电路被广泛应用于信号发生器、频率计等方面。
波形产生电路与变换电路
波形产生电路与变换电路波形产生电路：产生各种周期性的波形。
波形变换电路：将输入信号的波形变换成为另一种形状。
§1 非正弦波产生电路矩形波、锯齿波、三角波等非正弦波，实质是脉冲波形。
产生这些波形一般是利用惰性元件电容C和电感L的充放电来实现的，由于电容使用起来方便，所以实际中主要用电容。
一、利用电容器充放电产生脉冲波形(产生脉冲波形的基本原理)电路如下图，如果开关K在位置1，且稳定，突然将开关K扳向位置2，则电源U CC通过R对电容C充电，将产生暂态过程。
τ－时间常数，它的大小反映了过渡过程(暂态过程)的进展速度，τ越大，过渡过程的进展越慢。
τ近似地反映了充放电的时间。
u c(0+)—响应的初始值u c(∞)—响应的稳态值对于充电，三要素的值分别为：u c(0+)=0 u c(∞)=U CCτ充＝RC稳定后，再将开关K由位置2扳向位置1，则电容器将通过电阻放电，这又是一个暂态过程，其中三要素为u c(0+)=U CC u c(∞)=0 τ放＝RC改变充放电时间，可得到不同的波形。
如果τ充=τ放=RC<<T，可得到近似的矩形波形；如果τ充=τ放=RC>>T，可得到近似的三角波形；如果τ充> >τ放，且τ充>>T，可得到近似的锯齿波形。
将开关周期性性地在1和2之间来回扳动，则可产生周期性的波形。
在具体的脉冲电路里，开关由电子开关完成，如半导体三极管来完成，电压比较器也可作为开关。
我们讨论用电压比较器的积分电路组成的非正弦波产生电路。
二、矩形波产生电路1. 基本原理利用积分电路(RC电路的充放电时的电容器的电压)产生三角波，用电压比较器(滞回)(作为开关)将其转换为矩形波。
2. 工作原理电路如图充电放电3. 振荡周期的计算，其中：，，代入上式得：同理求得：则周期为：从前面我们可知，矩形波的占空比为占空比可调电路如图所示：可求出占空比：占空比：三、三角波产生电路1．电路组成从矩形波产生电路中的电容器上的输出电压，可得到一个近似的三角波信号。
正弦波-方波-三角波产生电路
正弦波-方波-三角波产生电路综述：正弦波、方波和三角波是按照不同波形的原理产生的电路。
此外，它们之间也存在着共同点，例如，它们都是复用的技术，均可利用振荡电路来产生多种波形。
本文旨在介绍正弦波、方波和三角波的电路原理，以及它们之间的异同点。
一、正弦波产生电路原理正弦波的产生原理，可以是指振荡电路的基本原理，或者是采用某种数字信号处理方法产生出来的。
振荡电路就是利用低压脉冲充电器充电电容，再将电容中的电荷引到另一个电荷；反复循环这个过程，便可形成一种“弹簧”式的脉冲振荡，从而形成正弦波。
按照数字信号处理的原理，把波形的高和低电压写入某种字段，用现有的处理器进行转换，便可以生成正弦波。
方波的产生电路利用了一种特殊的振荡电路来实现，它主要由四部分组成：加法->正弦波发生器->交织多路反馈网络、平衡多路反馈网络。
正弦波发生器可以产生必须控制电压大小，频率和起点电压起点（最低电压和最高电压）的正弦波；交织多路反馈网络用来调节正弦波的峰峰电压；平衡多路反馈网络则用来消除正弦波的一半电压，形成方波。
三角波产生电路也是基于共oscilla tor振荡原理实现，它利用振荡器来实现，只需改变振荡器的结构即可产生三角波。
比如，采用增益电子管、三极管和整流电路组成的振荡器，在控制调节的过程中，可以产生不同类型的振荡，从而得到完美的三角波。
四、正弦-方-三角波的异同点同点：三者都可以通过振荡电路或数字信号处理来产生。
不同点：（1）振荡电路原理上，正弦波是由低压脉冲电路充放电，产生弹性振荡；方波是利用加法/正弦/交织/反平衡振荡电路来完成；而三角波则需要增益电子管、三极管和整流电路组成振荡器，控制调节获取完美的三角波。
（2）如果以数字信号处理来产生各类波形，则不存在性质上的差别，就是利用现有的处理器，把波形的高和低电压写入某种字段，进行转换，即可产生对应的波形。
本文对正弦-方-三角波的产生电路及其异同点进行了简要说明。
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教案
时间：
概述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。
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。
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。
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三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。
波形产生电路的定义：
它是不需外接输入信号就能将直流能源转化成具有一定振幅和一定频率的正弦波电路。
本课程采用采用RC正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波。
振荡电路是单口网络，无须输入信号就能起振，起振的信号源来自何处？电路器件内部噪声。
噪声中，满足相位平衡条件的某一频率 0的噪声信号被放大，成为振荡电路的输出信号。
当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加，否则波形将出现失真。
稳幅的作用就是，当输出信号幅值增加到一定程度时，使振幅平衡条件从AF>1,回到AF=1.
举例
产生波形的方法：（1）模拟电路反馈
（2）集成芯片（NE555,8253）
(3)CPU编程实现
例：
（4）FPGA编程实现
振荡条件
若环路增益AF=1；
|AF|=1振幅平衡条件
=2nπ相位平衡条件
ØW+ ØW
相位条件意味着振荡电路必须是正反馈；
振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。
基本组成部分（放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路）
（1）放大电路（一般包括负反馈）：能放大信号电压，提供振荡器能量。
（2）反馈网络：在振荡器中形成正反馈满足相位平衡条件和幅度平衡条件。
（3）选频网络：使振荡器在众多的各种频率的信号中，选择所需的振荡频率的信号以满足振荡条件，使振荡器输出单一频率的正弦信号。
（经常与反馈网络合二为一）
（3）稳幅环节：非线性环节，使输出信号幅值稳定
RC串并联选频网络的选频特性（）
以上是四臂电桥
建立振荡：就是使电路自激，从而产生持续的振荡，由直流电变为交流电。
自激因素：电路中存在噪声，且其频谱分布很广，其中也包含有
的频率成分。
此信号经正反馈选频网络放大，最后受电路中非线性元件的限制，使振荡幅度自动稳定。
用瞬时极性法判断可知，电路满足相位平衡条件
电路可以输出频率为的正弦波
为选频条件，注意RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于1MHz 的正弦波。
的值，可得到不同的频率正弦波信号输出。
LC选频网络的选频特性
RC
f
π
2
1
=
RC
f
π
2
1
=
为选频条件
注意LC正弦波振荡电路一般用于产生频率高于1MHz低于10 MHz的正弦波。
石英晶体震荡电路
晶体还是晶振？晶体(crystal)和晶振(oscillator)有什么区别(今后要用到，CPU都需要起振电路)
1、形态不同：晶体通常为两脚和四脚2113晶振，以2520晶振，3225晶振，5032晶振等一类晶振而言，它们都拥有两脚或者四脚的封装，晶振为四脚或者四脚以上的，两脚的一定为晶体。
5261
2、厚度不同：一般的晶体厚度均在0.45mm左右，而由于晶振技术内置起振芯片，因此晶振的厚度要比晶体高。
3、用法不同：晶体需要串4102接电容才可起振。
晶振无需串接电容，上电就可以有时钟输出。
4、又名不同：晶振是有源晶振的简称，又叫振荡器；晶体则是无源晶振的简称，也叫谐振器。
晶体
晶振
为什么振荡电路产生的波形是正弦波呢(以lc振荡电路为例)
振荡电路产生正弦波是因为在LC回路中，波形的计算公式通过建立常微分方程得到，其中含有正弦格式。
振荡电路中发生电磁振荡时，如果没有能量损失，也不受其他外界的影响，这时电磁振荡的周期和频率，叫做振荡电路的固有频率和固有周期。
固有周期可以用下式求得：
因此，波形具有周期性。
振荡电路的充放电符合正弦波的性质，其原理为：
充电完毕（放电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0。
放电完毕（充电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。
充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。
从能量看：磁场能在向电场能转化。
放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。
从能量看：电场能在向磁场能转化。
非正弦波产生电路
矩形波产生电路
用滞回比较器作开关，RC 组成积分电路，则可组成矩形波产生电路。
其电路如图所示。
工作原理
电路中，通过R o 和稳压管V D1,V D2对输出限幅，U oH =+U z ,U o L =-U z ，同相端电位U +由u o 通过R 2和R 3分压后得到，这是引入的正反馈；反向端电压U -受积分器电容两端的电压u C 控制。
当电路接通电源时，设U +>U -，则u o =U oH =+U z 。
设t =0电源接通时刻电容两端电压u C =0，滞回比较器的输出电
2
R +
压u o=+U z，则集成运放同相输入端的电位为此时，输出电压u o=+U z对电容充电。
当使U-=u C由零逐渐上升。
当U->U+，则输出电压u o从高电平+U z跳变为低电平-U z。
此时集成运放同相输入端的电位也随之发生跳变，其值为
什么是占空比,占空比是什么意思？什么是占空比,占空比是什么意思？占空比
(DutyCycle)在电信领域中意思：在一串理想的脉冲序bai列中（如方波），
正脉冲的持续时间与脉冲总周期du的比值。
占空比是高电dao平所占周期时
间与整个周期时间的比值。
PWM，也就是脉冲宽度调制，用于将一段信号编码为脉冲信号（一般是方波信号）。
是在数字电路中达到模拟输出效果的一种手段。
即：使用数字控制产生占空比
不同的方波（一个不停在开与关之间切换的信号)来控制模拟输出。
我们要在数
字电路中输出模拟信号，就可以使用PWM技术实现。
在嵌入式开发中，我们常用
PWM来驱动LED的暗亮程度，电机的转速等。
总结：本节讲述了波形产生的方法（4种）。
波形产生电路的原理和条件（4要
素），条件——正反馈下的信号噪声。
分析选频网络，实质是RC谐振将频率选
出。
占空比、PWM（脉冲宽度调制）的定义及今后的用处。