三角波信号发生电路设计
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。
单电源三角波发生电路
单电源三角波发生电路【标题】探索单电源三角波发生电路:广泛应用与原理解读【导言】单电源三角波发生电路是一种重要的电子元件,广泛应用于信号发生器、音频设备以及频谱分析仪等领域。
它通过巧妙的设计和构造,能够产生高质量、稳定、多频段的三角波信号。
本文将通过全面评估和深入解读,探讨单电源三角波发生电路的工作原理、设计方法以及其在实际应用中的价值。
【正文】1. 单电源三角波发生电路的基本原理先来了解一下单电源三角波发生电路的基本原理。
它是基于积分器和比较器的组合电路,通过不断积分和比较的过程,使得输出信号产生了周期性的坡度变化,从而形成了三角波。
其基本组成部分包括:- 积分器:一般采用运放和电容的结合,能够将输入信号进行积分操作,使得输出信号呈现出线性、连续变化的特点。
- 比较器:用于比较积分器输出信号与设定阈值的大小关系,根据比较结果来控制信号的稳定性和周期性。
2. 设计要点与方法单电源三角波发生电路的设计关键在于稳定性和频率控制。
以下是一些设计要点和方法,供参考:- 电源稳定性:由于单电源的局限性,电源波动会对电路的工作稳定性造成影响。
为了提高稳定性,可以使用稳压电源或添加反馈调节电路等方法。
- 频率控制:通过改变积分电容或改变比较器的阈值电压来控制输出信号的频率。
具体的设计方法可以参考相关教材或文献。
3. 单电源三角波发生电路的实际应用单电源三角波发生电路具有广泛的应用价值,以下列举几个典型的应用领域:- 信号发生器:作为信号源,用于测试和校准其他电子设备。
- 音频设备:可用于合成乐器音色或产生各种音调。
- 频谱分析仪:通过三角波信号的频率成分变化,实现对信号频谱的分析和测量。
4. 编写者观点与理解在我的个人观点和理解中,单电源三角波发生电路是一种非常有用的电子元件。
它不仅能够产生高质量的三角波信号,而且设计灵活,可以根据实际需求进行调节。
在工程应用中,通过合理的设计和实现,单电源三角波发生电路能够发挥重要的作用,并带来很大的实际价值。
运放三角波发生电路设计
运放三角波发生电路设计一、设计原理运放三角波发生电路是一种基于运放的电路设计,通过运放的放大、反相和积分特性,将输入的方波信号转换为输出的三角波信号。
具体的设计原理如下:1. 输入方波信号:将方波信号作为输入信号引入运放电路。
2. 反相放大:运放电路中的运放将输入信号进行反相放大,放大倍数由电路中的反馈电阻和输入电阻决定。
3. 积分运算:通过将反相放大后的信号输入到积分器中,运放电路对信号进行积分运算,使得输出信号呈现出三角波形。
二、电路结构运放三角波发生电路的基本结构如下:1. 运放:选择适合的运放芯片,如常用的741运放芯片。
2. 反馈电阻:通过将反馈电阻与运放的输出端相连,实现反相放大。
3. 输入电阻:将输入方波信号通过输入电阻引入运放电路。
4. 积分电容:将反相放大后的信号经过积分电容进行积分运算。
5. 输出电阻:将积分后的三角波信号输出。
三、工作过程运放三角波发生电路的工作过程如下:1. 初始状态:当电路刚开始工作时,输入方波信号被引入运放电路。
2. 反相放大:输入方波信号经过反馈电阻和输入电阻后,被运放进行反相放大。
3. 积分运算:反相放大后的信号被输入到积分器中,通过积分电容进行积分运算。
4. 输出三角波:积分后的信号被输出,形成输出的三角波信号。
在运放三角波发生电路中,反馈电阻和输入电阻的比例决定了反相放大的倍数,积分电容的大小和输入方波信号的频率决定了输出三角波信号的频率和幅度。
因此,在设计电路时需要根据实际需求选择合适的电阻和电容数值。
总结:运放三角波发生电路是一种通过运放实现方波信号到三角波信号的转换的电路。
通过运放的反相放大和积分特性,输入的方波信号经过放大和积分运算后,输出为三角波信号。
设计这样的电路需要选择适合的运放芯片、确定合适的反馈电阻和输入电阻比例、以及适当的积分电容大小。
通过合理设计和调整参数,可以得到所需的三角波信号。
正弦波方波三角波发生电路设计
正弦波方波三角波发生电路设计正弦波、方波、三角波是最基本且常见的三种波形,它们在电路设计和信号处理中都扮演着重要的角色。
本文将分别介绍正弦波、方波、三角波的定义和性质,以及各自的发生电路设计。
一、正弦波正弦波又称余弦波,是一种连续的周期波形。
它在医学、物理、工程等领域都有广泛的应用,例如在音频信号、交流电电压、电子设备测试等方面。
正弦波的特点是相邻点之间的函数值呈恒定的周期波动,可以表达为如下形式:s(t) = A*sin(ωt + φ)其中,A是振幅,ϖ是角频率,t是时间,φ是初始位相。
正弦波的发生电路通常采用谐振电路,它的原理是在一个由电感L和电容C构成的电路中,电容C和电感L之间的能量不断地在两者之间转换,从而形成一种振荡现象。
二、方波方波是一种以矩形波形为特点的电压或电流信号。
它的主要特点是周期性变化的幅度在等时刻内有两个值,从而形成了一种方形波形。
方波在数字电路设计、计算机科学等领域中广泛应用。
正如所提到的,方波的每个周期平均而言都是0,并且其平均值为周期内所有0和1的幅度之和的平均值。
方波可以由许多方法生成,其中一个常见的方法是使用555定时器。
三、三角波三角波是一种以三角形形状为特征的波形。
它在音频合成、信号处理、电力电子、仪器仪表等方面有广泛的应用。
三角波的每个周期都包含三种状态,即负斜率、零斜率和正斜率,从而创建了像三角形一样的外观。
三角波的发生电路是使用一个以放大器为基础的单元,该单元包含一个与反馈电容相连接的积分器。
作为输入的脉冲波被转换为三角波,而反馈电容C使输出波形的斜率恒定。
可以通过调整计时常数、放大器增益和电容C的大小来调整三角波的频率和振幅。
单片机的三角波信号发生器设计
单⽚机的三⾓波信号发⽣器设计基于51单⽚机的三⾓波信号发⽣器设计【内容摘要】单⽚机是⼀种集成在电路芯⽚,是采⽤超⼤规模集成电路技术把具有数据处理能⼒的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O⼝和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显⽰驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到⼀块硅⽚上构成的⼀个⼩⽽完善的计算机系统。
单⽚机我感觉很重要,现在⾃动控制在各个领域被⼴泛应⽤,这少不了单⽚机的功劳。
⽬前使⽤的信号发⽣器是函数信号发⽣器,且特殊波形发⽣器的价格昂贵。
所以使⽤我设计单⽚机构成的发⽣器,可产⽣三⾓波、⽅波、正弦波等多种特殊形和任意波,波形的频率可以⽤程序控制、在单⽚机上外围器件距阵式键盘,通过其控制波形并选择,并⽤显⽰器显⽰频率⼤⼩。
在单⽚机的输出端⼝进⾏转换,再通过运放进⾏波形调整,最后输出波在⽰波器上显⽰。
本设计性能优越、价格低廉、结构紧凑、线路简单,希望能在以后产品上能⼴泛的应⽤。
【关键词】单⽚机三⾓波信号发⽣器性能优越⽬录:第⼀章绪论1.1课题背景……………………………………….3--41.2课题意义 (5)第⼆章系统设计2.1三⾓波的产⽣ (6)2.2 设计思路 (7)2.3结构模块划分 (8)第三章硬件电路的设计3.1基本原理………………………………………………………9--103.2 显⽰电路 (11)3.3、D/A电路 (12)第四章软件设计...........................................................................13--16 论⽂总结..............................................................................17--18 参考⽂献 (19)第⼀章绪论1.1课题背景单⽚机诞⽣于20世纪70年代末,经历了SCM、MCU、soc三⼤阶段。
高精度三角波发生电路设计及仿真分析
高精度三角波发生电路设计及仿真分析1. 引言三角波发生电路广泛应用于信号发生器、频率比较器和功率变换等领域。
本文旨在设计一种高精度的三角波发生电路,并通过仿真分析验证其性能。
2. 设计原理三角波发生电路一般采用积分器和比较器的组合。
其中,积分器用于生成一个随时间线性增加或减小的电压波形,比较器则用于将积分结果与参考电压进行比较,从而产生三角波。
设计一个高精度的三角波发生电路需要考虑以下因素:2.1 选取合适的积分器电路常用的积分器电路有反馈电容式和电压控制电压源(VCCS)等。
反馈电容式积分器简单可靠,但存在漂移和温度敏感性较大的问题。
相比之下,VCCS积分器对漂移和温度的依赖性较小,但在设计和布线上较为复杂。
根据需求选择适合的积分器电路。
2.2 参考电压源的选择参考电压源用于比较器的输入,一般为一个稳定的直流电压。
可选用电阻分压电路、稳压二极管或精度较高的运放电路作为参考电压源。
选取合适的参考电压源可以有效提高发生波形的精度。
2.3 比较器设计比较器用于将积分器输出的波形与参考电压进行比较。
常用的比较器电路有固定阈值比较器、比较器芯片等。
为提高精度,可采用电路补偿技术,并根据需求选择高性能的比较器芯片。
3. 电路图设计基于上述设计原理,我们可以绘制如下的高精度三角波发生电路图:(电路图请自行设计,这里仅提供设计思路)4. 仿真分析使用电子仿真软件对所设计的高精度三角波发生电路进行仿真分析,可以验证其性能和精度。
4.1 建立仿真模型将所设计的电路图导入仿真软件,并设置合适的参数和工作条件。
注意考虑元件的非理想性,如电容的等效串并联电阻、比较器的漂移等。
4.2 验证性能指标根据设计要求,设置仿真测量点并记录三角波的频率、峰峰值、上升时间、下降时间、线性度等指标。
4.3 分析结果根据仿真结果分析电路的性能,如精度、稳定性、非线性失真等。
如有需要,可以对某些参数进行调整和优化,再次进行仿真分析,直至满足设计要求。
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。
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。
三角波发生电路0到5v
三角波发生电路0到5v
三角波发生电路是一种电子电路,它能够生成在0到5伏特之间变化的三角波形信号。
这种电路通常使用高速运算放大器(如OPA357AIDBVR)为核心组件,配合电阻、电容等元件来构成。
电路的基本工作原理是通过同相滞回比较电路和积分电路的组合来实现三角波形的生成。
同相滞回比较电路用于产生方波信号,而积分电路则将方波信号转换为三角波信号。
在电路的设计中,需要考虑到输出信号的幅值和频率等参数。
为了使三角波信号的幅值在0到5伏特之间变化,可以通过调整电阻和参考电压等参数来实现。
例如,可以设定电阻R1和R2的值,以及参考电压Vref,来控制运放的输出范围。
同时,为了使三角波信号的频率达到预期值,可以设定电阻R3和电容C的值,来调整积分电路的时间常数。
需要注意的是,在设计三角波发生电路时,还需要考虑到电路的稳定性和可靠性等因素。
例如,需要选择合适的元件,避免电路出现过载或短路等故障。
此外,还需要进行电路测试和调试,以确保电路的性能和稳定性符合要求。
综上所述,三角波发生电路是一种重要的电子电路,它能够生成在0到5伏特之间变化的三角波形信号。
通过合理的设计和调试,可以实现电路的稳定性和可靠性,从而满足各种应用场景的需求。
三角波信号发生电路设计
课程设计报告课程名称:模拟电子技术基础设计题目:三角波信号发生电路设计姓名:学号:系别:专业班级:开始日期:完成日期指导教师:成绩评定等级(分数)课程设计任务书班级:姓名:学号:目录一、设计意义 (1)1.1信号发生器的概述 (1)1.2预计完成步骤 (1)1.3制定的措施 (1)二、设计方案比较 (1)2.1三角波发生电路设计方案一 (1)2.2三角波发生电路设计方案二 (3)三、电路组成框图 (5)四、电路原理图 (5)五、组装及仿真指标测试 (7)六、总结 (8)七、参考文献 (9)一、设计意义1.1信号发生器的概述信号发生器在电子技术应用领域里的用途非常广泛,在数字系统和自动控制系统也常常需要方波,三角波,的非正弦波信号发生器。
目前我们实验室用的较多的波形发生器主要有两种:低频正弦波发生器和通用多波形发生器,前者只能产生正弦波,调节范围不大,但是信号稳定,失真度底,主要用在对波形有很高的要求的实验中;后者能产生正弦波、方波和三角波,也有的能产生三种以上波形。
本次课程设计是做一个能够产生三角波电路的设计。
由理论分析知,电压比较器可以产生方波,积分电路可以产生三角波。
1.2预计完成步骤任务一 总体设计任务二 方波-三角波产生电路设计 任务三 方波-三角波产生电路的安装 任务四 方波-三角波产生电路的仿真和调试1.3制定的措施使用National Instruments Multisim 编辑电路原理图。
并且进行理论仿真。
在几个方案中选择具有可行性以及稳定性强的的电路原理图。
对选定的原理图进行安装调试。
二、设计方案比较2.1三角波发生电路设计方案一图1 三角波发生电路(一)三角波电路波形可以通过积分电路实现,把方波电压作为积分运算电路的输入,在积分运算电路的输出就得到了三角波。
如图1所示电路输入方波电压,可见,输出为三角波。
图中滞回比较器的输出电压Z U U ±=01,他的输入电压时积分电路的输出电压0U ,根据叠加原理,集成运放1A 同相输入端电位Z P U R R R U R R R U R R R U R R R U 21101220121102121+±+=++=+(1.1)令,011==N P U U 则阈值电压Z T U R R U 21=± 因此,滞回比较器的电压传输特性如图2所示。
正弦波信号电路设计
正弦波、方波、三角波 信号电路设计本系统以ICL8038集成块为核心器件,制作一种函数信号发生器,只需要个别的外部元件就能产生从0.001Hz ~30KHz 的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。
一、电源:根据设计所要求的性能指标,选择集成三端稳压器。
因为要求输出电压可调,所以选择三端可调式集成稳压器。
可调式集成稳压器,常见的主要有CW317、CW337、LM317、LM337。
317系列稳压器输出连续可调的正电压,337系列稳压器输出连可调的负电压,可调范围为1.2V~37V ,最大输出电流m ax O I 为1.5A 。
稳压内部含有过流、过热保护电路,具有安全可靠,性能优良、不易损坏、使用方便等优点。
其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。
LM317系列和LM337系列的引脚功能相同,管脚图和典型电路如图4-5和图4-6。
图4-5 管脚 图4-6典型电路输出电压表达式为: ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=11125.1R RP U o 式中,1.25是集成稳压块输出端与调整端之间的固有参考电压REF V ,此电压加于给定电阻1R 两端,将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器1RP ,电阻1R 常取值ΩΩ240~120,1RP 一般使用精密电位器,与其并联的电容器C 可进一步减小输出电压的纹波。
图中加入了二极管D ,用于防止输出端短路时10µF 大电容放电倒灌入三端稳压器而被损坏。
LM317其特性参数:输出电压可调范围:1.2V ~37V输出负载电流:1.5A输入与输出工作压差ΔU=U i -U o :3~40V能满足设计要求,故选用LM317组成稳压电路。
整体稳压电路原理图二、主电路〖方案一〗由文氏电桥产生正弦振荡,这一方案为一开环电路,结构简单,产生的正弦波和方波的波形失真较小文氏电桥振荡器正弦波发生器:又称文氏电桥振荡器,如图1-3-1所示,其中A 放大器由同相运放电路组成,图3-4-2,因此, )1(12R R V V A d o v +==图3-4-1图3-4-2F 网络由RC 串并联网络组成,由于运放的输入阻抗Ri 很大,输出阻抗Ro 很小,其对F 网络的影响可以忽略不计,从图3-4-3有RCj R C j R RC j RV V F o f v ωωω++++==111)1(3)1)(1(2CC R j R R R C j R RC j R ωωωω-+=+++=由自激振荡条件:T=AF=1有1)1(32=-+=CC R j R R A F A v v v ωω 所以上式分母中的虚部必须为零,即 012=-CC R ωω RC10=⇒ω振荡频率 上式的实部为1,即 13=⋅RR A v 3=⇒v A 起振条件对图3-4-2同相运放, 121R R A v += 须满足122R R = 以上分析表明:① 文氏电桥振荡器的振荡频率RC10=ω,由具有选频特性的RC 串联网络决定。
三角波发生电路分析课程设计三角波发生电路
三角波发生电路分析课程设计三角波发生电路课程设计说明书学生姓名: 学号:学院: 智能电网信息工程班级: 智信题目: 三角波发生电路分析指导教师:职称: 副教授 20__年12 月 14 日目录 1.设计目的 2.设计任务 3.三角波发生电路的组成和工作原理 .4.参数估算5.电路设计6.总结7.参考文献附录元件清单.............................................1.设计目的信号发生器在电子技术应用领域里的用途非常广泛,在数字系统和自动控制系统也常常需要方波,三角波,的非正弦波信号发生器。
目前我们实验室用的较多的波形发生器主要有两种:低频正弦波发生器和通用多波形发生器,前者只能产生正弦波,调节范围不大,但是信号稳定,失真度底,主要用在对波形有很高的要求的实验中;后者能产生正弦波、方波和三角波,也有的能产生三种以上波形。
本次课程设计是做一个能够产生三角波电路的设计。
由理论分析知,电压比较器可以产生方波,积分电路可以产生三角波。
2.设计任务设计三角波发生电路,实现三角波信号的产生。
分析三角波发生电路,运用Multisim仿真软件进行仿真,观测波形,读取参数。
3.三角波发生电路的组成和工作原理三角波发生电路是由方波发生电路产生方波,并将法波发生电路的输出作为积分运算电路的输入,经积分运算电路输出三角波。
其中积分运算电路一方进行波形变换,另一方面取代方波发生电路的RC回路,起延时作用。
在图1所示电路中,虚线左边为同相输入的滞回比较器,右边为积分运算电路。
同相滞回比较器的输出高、低电平分别为UOH=+UZ,UOL=-UZ (1)积分运算电路的输出电压uo作为输入电压,因为原件工作在线性区,根据“虚断”,所以A1同相输入端的电位根据“虚短”,所以uP1=uN1=0 ,并将uO1=±UZ代入,可得阈值电压因而电压传输特性如图2所示。
图2 以滞回比较器的输出电压uO1作为输入,积分运算电路的输出电压表示式为若t0至t1,uO1=+UZ,则式(2)变换为若在t1时刻uO1跃变为-UZ,且保持至t2,则式(2)变换为图2所示电压传输特性和式(3)、式(4)准确地描述了图1中两部分电路的关系,以此为依据可得电路的振荡原理。
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。
基于555定时器的方波和三角波产生电路设计
基于555定时器的方波和三角波产生电路设计555定时器是一种常用的集成电路,可用于产生各种波形信号。
本文将介绍基于555定时器的方波和三角波产生电路设计。
1. 方波产生电路设计:方波波形是一种具有固定高电平和低电平时间的信号。
基于555定时器的方波产生电路设计如下:- 使用555定时器作为单稳态多谐振荡器。
- 将电源正极连接到VCC引脚,地连接到GND引脚。
- 使用电容C和电阻R1连接555定时器的2号引脚和6号引脚。
- 将6号引脚接地,以固定低电平。
- 将7号引脚和8号引脚连接在一起,作为电源输入。
- 将3号引脚连接到一个较大的电阻R2,然后通过R2连接到电源正极,以固定高电平。
- 在输出引脚5(OUT)获得方波信号。
通过调整R1和C的数值,可以控制方波的频率。
较大的R1和C值将导致较低的频率,较小的R1和C值将导致较高的频率。
如果需要调整高电平和低电平的占空比,可以通过调整R2的数值来实现。
2. 三角波产生电路设计:三角波波形是一种具有逐渐上升和逐渐下降的线性变化的信号。
基于555定时器的三角波产生电路设计如下:- 使用555定时器作为双稳态多谐振荡器。
- 将电源正极连接到VCC引脚,地连接到GND引脚。
- 使用电容C和电阻R1连接555定时器的2号引脚和6号引脚。
- 将6号引脚接地,以固定低电平。
- 将7号引脚和8号引脚连接在一起,作为电源输入。
- 在输出引脚5(OUT)获得三角波信号。
通过调整R1和C的数值,可以控制三角波的频率。
较大的R1和C值将导致较低的频率,较小的R1和C值将导致较高的频率。
总结:基于555定时器的方波和三角波产生电路设计可以通过调整电阻和电容的数值来控制波形的频率。
方波波形具有固定的高电平和低电平时间,而三角波波形具有逐渐上升和逐渐下降的线性变化。
根据具体需求,可以调整电路中的元件参数以实现所需的波形。
三角波发生电路设计
三角波发生器设计制作人:朱立超西安建筑科技大学一、工作原理: 1. 基本原理图:2.工作原理:1)如图1,三角波发生器电路,有两部分组成。
其中集成运放A1组成滞回比较器,A2组成积分电路。
滞回比较器可以产生稳定的方波信号,再通过积分电路积分产生所需要的三角波。
由积分电路2031(z)dt TU R C--⎰ 可知积分电路输出电压同u o1 反向。
设t=0时积分电路电容上的初始电压为零,而滞回比较器输出端u o1=+Uz 。
又有电路图可以看出,两级电路分别都引入了反馈, A 1同相输入端的电压u p1同时与u o1和u o 有关,根据叠加定理可得 121o1o 1212u u u p R R R R R R =+++由积分回路同向和反向输入端“虚短”“虚断”u p2= u n2=0,从而可图1 三角波发生电路图知u o =u p2.由于t 0时电容两端电压为了零,所以 u o =0,而u 01=+Uz ,故u p1也为正。
而当u o1=+Uz 时,经反向积分,输出电压u o 将随着时间往负方向线性增长,则u p1将随之逐渐减小,当减小至u p1=u n1=0时,滞回比较器的输出端电压发生跳变,使u o1由+Uz 跳变为-Uz ,此时u p1也将跳变成为一个负值。
当u o1=-Uz 时,积分电路的输出电压u o 将随着时间往正方向线性增长,u p1将又逐渐增大,当增大至u p1= u n1=0时,滞回比较器的输出端再次发生跳变,u 01由-Uz 跳变为+Uz 。
如此重复上述过程,于是滞回比较器的输出电压u 01成为周而复始的矩形波,从而积分电路的输出电压u o 也成为周期性重复的三角波。
滞回比较器和积分电路特性:2)输出幅度:在u o1=-Uz 期间,积分电路的输出电压u o 往正方向线性增长,此时u p1也随着增长,当增长至u p1= u n1=0时,滞回比较器的输出电压u o1发生跳变,而发生跳变时的u o 值即是三角波的最大值Uom 。
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。
三角波发生器
目录摘要---------------------------------------------------------------------2关键词------------------------------------------------------------------2一设计任务与要求--------------------------------------------------2 1.1 设计任务-----------------------------------------------------------------------------------2 1.2 设计要求----------------------------------------------------------------------------------2 1.3 设计方法----------------------------------------------------------------------------------2 二电路设计----------------------------------------------------------3 2.1 方案设计----------------------------------------------------------------------------------3 2.2 电路设计原理----------------------------------------------------------------------------3 2.3单元电路设计与计算说明--------------------------------------------------------------3 2.4 原理图--------------------------------------------------------------------------------------4 2.4.1 总体原理图----------------------------------------------------------------------------4 2.4.2 PCB图--------------------------------------------------------------------------------5 2.4.3 EWB仿真调试------------------------------------------------------------------------5 2.5 元器件选择与验证器材-----------------------------------------------------------------5 2.5.1元器件选择------------------------------------------------------------------------------5 2.5.2 LM741管脚排列----------------------------------------------------------------------6 2.5.3 参数计算---------------------------------------------------------------------------------6 三制作与调试--------------------------------------------------------6 3.1 PCB板的制作-------------------------------------------------------------------------------6 3.2 电路的装调----------------------------------------------------------------------------------6 四调试结论与误差分析----------------------------------------------7 4.1调试结论-------------------------------------------------------------------------------------7 4.2 误差分析------------------------------------------------------------------------------------8 五设计心得-----------------------------------------------------------------8六参考文献-----------------------------------------------------------9三角波函数发生器电路设计摘要:本设计介绍了波形发生器的制作和设计过程,并根据输出波形特性研究该电路的可行性。
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课程设计报告课程名称:模拟电子技术基础设计题目:三角波信号发生电路设计姓名:学号:系别:专业班级:开始日期:完成日期指导教师:成绩评定等级(分数)课程设计任务书班级:姓名:学号:目录一、设计意义 (1)1.1信号发生器的概述 (1)1.2预计完成步骤 (1)1.3制定的措施 (1)二、设计方案比较 (1)2.1三角波发生电路设计方案一 (1)2.2三角波发生电路设计方案二 (3)三、电路组成框图 (5)四、电路原理图 (5)五、组装及仿真指标测试 (7)六、总结 (8)七、参考文献 (9)一、设计意义1.1信号发生器的概述信号发生器在电子技术应用领域里的用途非常广泛,在数字系统和自动控制系统也常常需要方波,三角波,的非正弦波信号发生器。
目前我们实验室用的较多的波形发生器主要有两种:低频正弦波发生器和通用多波形发生器,前者只能产生正弦波,调节范围不大,但是信号稳定,失真度底,主要用在对波形有很高的要求的实验中;后者能产生正弦波、方波和三角波,也有的能产生三种以上波形。
本次课程设计是做一个能够产生三角波电路的设计。
由理论分析知,电压比较器可以产生方波,积分电路可以产生三角波。
1.2预计完成步骤任务一 总体设计任务二 方波-三角波产生电路设计 任务三 方波-三角波产生电路的安装 任务四 方波-三角波产生电路的仿真和调试1.3制定的措施使用National Instruments Multisim 编辑电路原理图。
并且进行理论仿真。
在几个方案中选择具有可行性以及稳定性强的的电路原理图。
对选定的原理图进行安装调试。
二、设计方案比较2.1三角波发生电路设计方案一图1 三角波发生电路(一)三角波电路波形可以通过积分电路实现,把方波电压作为积分运算电路的输入,在积分运算电路的输出就得到了三角波。
如图1所示电路输入方波电压,可见,输出为三角波。
图中滞回比较器的输出电压Z U U ±=01,他的输入电压时积分电路的输出电压0U ,根据叠加原理,集成运放1A 同相输入端电位Z P U R R R U R R R U R R R U R R R U 21101220121102121+±+=++=+(1.1)令,011==N P U U 则阈值电压Z T U R R U 21=± 因此,滞回比较器的电压传输特性如图2所示。
积分电路的输入电压时滞回比较器的输出电压01U ,而且01U 不是Z U +,就是Z U -,所以输出电压的表达式为 ()()000101301t U t tU CR U +--=(1.2) 式中()00tU 为初态时的输出电压。
设初态时01U 正 图2 三角波发生电路滞 好从-Z U 跃变为+Z U ,则上式应写成 回比较器的电压传输特性()()0001301t U t t U CR U Z +--= (1.3)积分电路反向积分,0U 随时间的增长线性下降,根据电压传输特性一旦T U U -=0,再稍减小,01U 将从Z U + 跃变为-Z U 。
使得上式变为()()0001301t U t t U CR U Z +-=(1.4)()00t U 为01U 产生跃变时的输出电压。
积分电路正向积分,0U 随时间的增长线性增大,根据电压输出特性,一旦T U U +=0,再稍增大,01U 将从-Z U 跃变为 Z U + ,回到初态,积分电路又开始反向积分。
电路重复上述过程,因此产生自激震振荡。
0U 是三角波,幅值为T U ±;01U 是方波,幅值为Z U ± ,如图3所示, 图3发生电路波形图因此也可称图1所示电路为三角波—方波发生电路。
由于积分电路引入了深度电压负反馈,所以在负载电阻相当大的变化范围里,三角波电压几乎不变。
由以分析可知,改变U z 可改变输由电压u 01,U0的幅度改变R 1/R 2的比值,可改方波、三角波的周期或频率,同时影响三角波输出电压的幅度,但不影响方波输出电压的幅度;改变而和R.C,可改变频率,而不影响输出电压的幅度。
2.2三角波发生电路设计方案二由集成运放构成的三角波—方波发生器原理图图4 三角波发生电路(二)由集成运放构成的三角波—方波发生器输出波形图5 发生电路(二)波形图在电路中,第一级A1组成迟滞电压比较器,输出电压uo1为对称的方波信号。
第二级A2组成积分器,输出电压u。
为三角波信号。
设稳压管的稳压值为Uz ,则电压比较器输出的高电平为+Uz,低电平为-Uz,A1同相端的电压为(2.1)比较器输出±Uz经电位器RP分压后,加到积分器的反相输人端。
设分压系数为n,则积分器输入电压为±nUz,反相积分器的输出电压为(2.2)当t=0时,有(2.3)当t=t1时,有(2.4)所以方波和三角波的周期为(2.5)由以分析可知,改变U z可改变输由电压u01,U0的幅度改变R1/R2的比值,可改方波、三角波的周期或频率,同时影响三角波输出电压的幅度,但不影响方波输出电压的幅度;改变而和R.C,可改变频率,而不影响输出电压的幅度。
方案一:元器件先进,技术成熟,完全能达到题目要求,虽成本比方案一高点,但精确度较方案一高,且电路没那么复杂。
方案二:结构简单,用的元器件大多是常用的,容易实现,技术成熟,能够达到技术参数的要求,用的元器件大多是常用的,,但电路复杂元器件太多,不利于实际操作,且精确度不太高;所以,综合考虑,选择方案一较好。
三、电路组成框图图6 电路组成框图如图6所示,在三角波发生电路中,左边为同相输入滞回比较器,右边为积分运算电路。
对于由多个集成运放组成的应用电路,第一级A1组成迟滞电压比较器,输出电压uo1为对称的方波信号。
第二级A2组成积分器,输出电压u。
为三角波信号。
由于积分电路引入了深度电压负反馈,所以在负载电阻相当大的变化范围里,三角波电压几乎不变。
只要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,如图所示。
当方波发生电路的输出电压u O1=+U Z时,积分运算电路的输出电压u O将线性下降;而当u O1=-U Z时,u O将线性上升;波形如图所示。
由于电路中存在RC电路和积分电路两个延迟环节,在实用电路中,将它们“合二而一”,即去掉方波发生电路中的RC 回路,使积分运算电路既作为延迟环节,又作为方波变三角波电路,滞回比较器和积分运算电路的输出互为另一个电路的输入。
四、电路原理图1.原理图的工作过程说明图7 电路原理图在如图7所示的三角波发生电路中,虚线左边为同相输入滞回比较器,右边为积分运算电路。
图中Uo1为方波输出端,波形应显示为方波,作为积分运算器的输入波形;示波器U0端接积分运算电路输出端,波形显示应为三角波(即所需要的最终的波形)。
三角波电路波形是通过积分电路实现,把方波电压作为积分运算电路的输入,在积分运算电路的输出就得到了三角波。
图8 输出波形图电路输入三角波电压,其幅值大于U th ,设t = 0时,u o = -U Z ,其输出波形如图8所示。
可见,输出为方波。
图中滞回比较器的输出电压Z U U ±=01,他的输入电压时积分电路的输出电压0U ,根据叠加原理,集成运放1A 同相输入端电位Z P U R R R U R R R U R R R U R R R U 21101220121102121+±+=++=+(4.1)令,011==N P U U 则阈值电压Z T U R R U 21=± 因此,滞回比较器的电压传输特性如图9所示。
积分电路的输入电压时滞回比较器的输出电压01U ,而且01U 不是Z U +,就是Z U -,所以输出电压的表达式为 ()()000101301t U t tU CR U +--=(4.2) 式中()00tU 为初态时的输出电压。
设初态时01U 正 图9 三角波发生电路滞 好从-Z U 跃变为+Z U ,则上式应写成 回比较器的电压传输特性()()0001301t U t t U CR U Z +--= (4.3) 积分电路反向积分,0U 随时间的增长线性下降,一旦T U U -=0,再稍减小,01U 将从Z U + 跃变为-Z U 。
使得上式变为()()0001301t U t t U CR U Z +-=(4.4) ()00t U 为01U 产生跃变时的输出电压。
积分电路正向积分,0U 随时间的增长线性增大,一旦T U U +=0,再稍增大,01U 将从-Z U 跃变为 Z U + ,回到初态,积分电路又开始反向积分。
电路重复上述过程,因此产生自激震振荡。
由以上分析可知,0U 是三角波,幅值为T U ±;01U 是方波,幅值为Z U ± 。
由以分析可知,改变U z 可改变输由电压u 01,U0的幅度改变R 1/R 2的比值,可改方波、三角波的周期或频率,同时影响三角波输出电压的幅度,但不影响方波输出电压的幅度;改变而和R .C ,可改变频率,而不影响输出电压的幅度。
图10 元器件列表元件元件名称设定值作用UA741CN 1 默认滞回比较器UA741CN 2默认积分器R5.1K与R2一起控制U0幅值大小R10K与R1一起控制U0幅值大小DZ默认作为保护元件来使用C 0.1uF 可与R3改变频率R 1K 可与C1改变频率Rp 0~22K 调整波形R 1KEgnd 接地五、组装及仿真指标测试实验环境:National Instruments Multisim软件版本:8.01、方波三角波产生电路仿真:(1)打开Analysis Setup窗口,选中Transient选项,设置Final Time=200ms,Step Ceiling=100us,No-Print Delay=160ms(2)执行Simulate进行仿真。
结果如图11。
图11. 三角波方波产生电路仿真图2、方波产生电路仿真:(1)打开Analysis Setup窗口,选中Transient选项,设置Final Time=200ms,Step Ceiling=100us,No-Print Delay=160ms(2)执行Simulate进行仿真。
结果如图12。
图12 方波产生电路仿真图3、三角波产生电路仿真:(1)打开Analysis Setup窗口,选中Transient选项,设置FinalTime=200ms,Step Ceiling=100us,No-Print Delay=160ms(2)执行Simulate进行仿真。
结果如图13。
图13 三角波产生电路仿真图六、总结这次课程设计虽然短暂但是让我得到多方面的提高,首先,提高了我们的逻辑思维能力,使我们在逻辑电路的分析与设计上有了很大的进步。