模拟电子技术课程设计报告(正弦波、方波—三角波波形发生器)

1、概述

1.1、目的

课程设计的目的在于巩固和加强电子技术理论学习，促进其工程应用，着重于提高学生的电子技术实践技能，培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，了解开展科学实践的程序和基本方法，并逐步形成严肃、认真、一丝不苟、实事求是的科学作风和一定的生产观、经济观和全局观。

1.2、课程设计的组成部分

（1）、RC正弦波振荡电路

For personal use only in study and research; not for commercial use

（2）、方波—三角波产生电路

2、正弦波、方波—三角波设计的内容

（1）、RC正弦波振荡电路

设计一个RC正弦波振荡电路，其正弦波输出为：

a.振荡频率: 1592 Hz

b.振荡频率测量值与理论值的相对误差<+5%

c.振幅基本稳定

d.振荡波形对称，无明显非线性失真

（2）、方波—三角波产生电路

设计一个用集成运算放大器构成的方波—三角波产生电路。

指标要求如下：方波 a.重复频率：4.35*103 Hz

b.相对误差<+5%

c.脉冲幅度 +（6--8）V

三角波 a.重复频率：4.35*103 Hz

b.相对误差<+5%

c.幅度：6—8V

3、总结

3.1、课程设计进行过程及步骤

1、正弦波

实验参考电路如图

（1）、根据已知条件和设计要求，计算和确定元件参数。并在实验电路板上搭接电路，检查无误后接通电源，进行调试。

（2）、调节反馈电阻R4，使电路起振且波形失真最小，并观察电阻

R4的变化对输出波形V o的影响。

（3）、测量和调节参数，改变振荡频率，直至满足设计要求为止。

测量频率的方法很多。如直接测量法（频率计，TDS系列数字示波器均可）；测周期计算频率法，以及应用李沙育图形法等等。测量时要求观测并记录运放反相、同相端电压V N、V P和输出电压V o波形的幅值与相位关系，测出f0,算出A vf与F v。

（4）、参数的确定及元件的选取

A、确定R、C的值

根据设计所需求的振荡频率f o，由式子RC=1/(2πf o)先确定RC 之积。

B、选择集成运算放大器

振荡电路中使用的集成运算放大器除要求输入电阻高、输出电阻低外，最主要的是运算放大器的增益-宽带积应满足G•BW>3f o C、选择阻容元件

选择阻容元件时，应注意选择稳定性较好的电阻和电容，否则将影响频率的稳定性。此外，还应对RC串并联网络的元件进行选配，使电路中的电阻电容分别相等。

（5）、主要元、器件

集成运算放大器 1片

1/4W金属膜电阻 10kΩ、20kΩ若干

可调电阻 1kΩ一只

瓷片电容 2只

二极管 2只

（6）、数据处理

根据电路图设计模块选取元件参数分别为：R a=10kΩ、R b=R4+R3、R1=10kΩ、R2=10kΩ、R3=10kΩ、R4为可调电阻；C1=0.01uF、C2=0.01uF。在满足R1=R2=R，C1=C2=C的条件下，该电路的：

输出正弦波波形：

振荡频率 f0=1/（2πRC）=1592Hz

验证数据 f0=1515Hz

1、方波—三角波

实验参考电路如图

简单的方波—三角波产生电路

常见的方波—三角波产生电路

（1）、根据已知条件和设计要求，计算和确定元件参数。并在实验电路板上搭接电路，检查无误后接通电源，进行调试。

（2）、先后用双踪示波器同时观察简单的方波—三角波产生电路输出电压Vc、Vo的波形，及常见的方波—三角波产生电路输出电压Vo1、Vo2的波形，分别记录其幅值、周期以及他们相互之间的相位关系。（3）、调节积分电阻R（或改变积分电容C），使振荡频率满足设计要求，调节R1/R2的比值，使三角波的幅值满足设计要求。

（4）、参数的确定与元件的选取

A、选择集成运算放大器

由于方波的前后沿与用作开关器件的A的转换速率S有关，因此当输出方波的重复频率较高时。集成运算放大器A应选用高速运算放大器，一般要求选用通用型运放即可。

B、选择稳压二极管D

稳压二极管D的作用是限制和确定方波的幅度。因此要根据设计的要求方波幅度来进行选择稳压管的稳定电压V。此外，方波幅度和

宽度的对称性也与稳压管的对称性有关，为了得到对称的方波输出，通常应选用高精度的双向稳压二极管（如2DW7型）。R为稳压管的限流电阻，其值由所选用的稳压管的稳定电流决定。

C，确定正反馈回路电阻R与R

如上面电路图中所示。R与R的比值均决定了运算放大器A或A 的触发翻转电平，也就是决定了三角波的输出幅度。因此根据设计所要求的三角波输出幅度，由以上可以确定R与R的阻值。

D,确定积分时间常数RC

积分元件R、C的参数值应根据方波和三角波所要求的重复频率来确定。当正反馈回路电阻R、R的阻值确定后，再选取电容C值，求得R。

(5)、主要元、器件

集成运算放大器1—2片

1/4W金属膜电阻10kΩ、20kΩ若干

可调电阻1kΩ1只

瓷片电容1只

稳压二极管2只

（6）数据的处理

a、简单的方波—三角波产生电路根据电路图设计模块选取元件参数分别为R1=10KΩ、R2=20KΩ、R3=1KΩ、R为可调电阻、Dz为Vz=6V

的稳压管。

输出三角波及方波波形为：

简单的方波—三角波波形

该电路的有关计算公式为：

输出三角波Vc的幅度：Vcm=│±R1Vz/(R1+R2)│=2V

检验数据为：Vc=4.8cm*1V/cm*1/2=2.4V

输出方波Vo的幅度：Vom=Vz=6V

检验数据为：Vo=2.8cm*5V/cm*1/2=7V

b、常见的方波—三角波产生电路根据电路图设计模块选取元件参数分别为R1=10KΩ、R2=10KΩ、R3=1KΩ、R p1=10KΩ、R p2=10KΩ、R为可调电阻、电容为C=470pF、Dz为Vz=6V的稳压管。

输出三角波及方波波形为：