用集成运放组成的正弦波、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。
集成运算放大器组成的波形变换与产生电路
Vi V Ref
Vo VOM Vi A V Ref Vo V Ref Vi
t
VO VOM t -VOM
- V OM
(b)传输特性 (c)波形变换 图 6—1 开环比较器及其传输特性 如果引入正反馈,可以构成具有回线形状传输特性的滞回比较器。图 6—2 (a) 所示为 一反相输入的滞回比较器,该电路 当 VO = VOM 时
R1 R ⋅C R2
R1 VZ R2
5.正弦波信号发生器 图 6—6 所示电路是由运放构成的 RC 桥式振荡电路,它是由选频网络(为 RC 串并联 网络,它兼作正反馈网络)和同相输入比例放大器组成。
R 10K C 0.01uF
Vf
A
VO Rf D1 R2 10K D2
R 10K
C 0.01uF R1 10K RP 47K
R1 V R2 Z
V VZ
VO1 VO2
A1
R2
R 10K R5 10K
2K
A2
VO2
R1 10K
20K VZ 6V
t
- R1 VZ R2 - VZ
DZ
(a)三角波发生器电路图 ( b) 波形图 图 6—5 三角波发生器
设电源接通时, VO1 = VZ ,则 VO 2 线性下降,当 VO 2 下降到 −
(a)滞回比较器
Vi + R47K Dz
Vo
±Vz ±6V
图 6—3
具有限幅的滞回比较器
3.方波发生器 方波发生器是一种能产生方波的信号发生电路, 由于方波包含各次谐波分量, 因此方波
发生器又称为多谐振荡电路。 方波发生器的基本电路如图 6—4 所示,它是由一个反相输入的滞回比较器(其传输特 性见图 6—2 (b))和一个 RC 积分电路组成。
用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路
物理与电子工程学院《模拟电路》课程设计题目:用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路专业电子信息工程专业班级14级电信1班学号1430140227学生姓名邓清凤指导教师黄川完成日期:2015 年12 月目录1 设计任务与要求 (3)2 设计方案 (3)3设计原理分析 (5)4实验设备与器件 (8)4.1元器件的引脚及其个数 (8)4.2其它器件与设备 (8)5实验内容 (9)5.1 RC正弦波振荡器 (9)5.2方波发生器 (11)5.3三角波发生器 (13)6 总结思考 (14)7 参考文献 (15)用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路姓名:邓清凤电子信息工程专业[摘要]本设计是用12V直流电源提供一个输入信号,函数信号发生器一般是指自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或仪器。
电路形式可采用由运放及分立元件构成:也可以采用单片机集成函数发生器。
根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,本课题采用UA741芯片搭建电路来实现方波、三角波、正弦波的电路。
[关键词]直流稳压电源12V UA741集成芯片波形函数信号发生器1 设计任务与要求(1)并且在proteus中仿真出来在同一个示波器中展示正弦波、方波、三角波。
(2)在面包板上搭建电路,并完成电路的测试。
(3)撰写课程设计报告。
(4)答辩、并提交课程设计报告书2 设计方案方案一:采用UA741芯片用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路优点:分立元件结构简单,可用常用分立元器件,容易实现,技术成熟,完全能够达到技术参数的要求,造价成本低。
缺点:设计、调试难度太大,周期太长,精确度不是太高。
图1 集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路方案二:用8038制作的多波形信号发生器优点:具有在发生温度变化时产生低的频率漂移,最大不超过50ppm/℃;具有正弦波、三角波和方波等多种函数信号输出;正弦波输出具有低于1%的失真度;三角波输出具有0.1%高线性度;具有0.001Hz~1MHz的频率输出范围;工作变化周期宽,2%~98%之间任意可调;高的电平输出范围,从TTL电平至28V;易于使用,只需要很少的外部条件缺点:成本较高。
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。
设计题目:如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换
内蒙古工业大学信息工程学院课程学习报告设计题目:如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换课程名称:模拟电子技术班级:通信10-1 班姓名:学号:成绩:指导教师:设计题目:如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换一、课题设计任务与要求1、输出电压:0-1V之间2、频率范围:20Hz-20kHz之间3、信号频率:1KHz的正弦波、2KHz的方波和三角波任务如下:1KHz的正弦波2KHz2KHz的方波2KHz二、总体电路设方案(1)函数信号发生器设计思路①产生正弦波可以通过RC文氏电桥正弦波振荡电路,通过控制RC的值达到选频即控制频率大小的目的。
②产生的方波经RC积分电路后输出,得到三角波,为调节幅值,则用电压跟随器隔离三角波输出端,再用电位器接在运放输出端调节电压输出幅值。
③要先产生方波,就必须先用电压比较器和稳压管组成方波产生电路,为调节幅值,则用专用的电压跟随器隔离方波产生端,再用电位器接在运放输出端调节电压输出幅值。
(2)函数信号发生器原理函数信号发生器是一种用来产生特定需要波形信号的装置,比较常见的有方波、三角波、正弦波和锯齿波发生器。
本实验用来产生正弦波--方波--三角波信号。
正弦波发生器:采用RC桥式振荡电路实现输出为正弦波。
②正弦波转换成方波发生器:采用电压比较器与稳压管相结合,实现输出为方波。
③方波转三角波发生电路:将RC积分电路与运放结合,实现方波转三角波。
(图一)正弦波发生电路图(图二)正弦波转换成方波发生电路图(图三)方波转换成三角波发生电路图错误!未指定书签。
三、电路设计与原理说明1、正弦波发生电路的工作原理正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波,我们一般在放大电路中引入正反馈,并创造条件,使其产生稳定可靠的振荡。
正弦波产生电路的基本结构是:引入正反馈的反馈网络和放大电路。
其中:接入正反馈是产生振荡的首要条件,它又被称为相位条件;产生振荡必须满足幅度条件;要保证输出波形为单一频率的正弦波,必须具有选频特性;同时它还应具有稳幅特性。
方波三角波正玄波函数发生器设计方案
路则法---2902230674 方波-三角波-正玄波函数发生器设计目录1 函数发生器的总方案及原理框图1.1 电路设计原理框图1.2 电路设计类型2设计的目的及任务2.1 课程设计的目的2.2 课程设计的任务与要求2.3 课程设计的技术指标3部分选择电路及其原理3.1集成函数发生器8038简介.2 方波---三角波转换电路的工作原理4 电路仿真4.1 方波---三角波发生电路的仿真4.2 三角波---正弦波转换电路的仿真4.3正弦波---方波---三角波电路输出5电路的原理5.1电路图及元件原理5.2 电路各部分作用5.3 总电路的安装与调试6心得体会8 仪器仪表明细清单9 参考文献1.函数发生器总方案及原理框图一、主原理框图1.1 555定时器的工作原理555定时器是一种功能强大的模拟数字混合集成电路,其组成电路框图如图22.32所示。
555定时器有二个比较器A1和A2,有一个RS触发器,R和S高电平有效。
三极管VT1对清零起跟随作用,起缓冲作用。
三极管VT2是放电管,将对外电路的元件提供放电通路。
比较器的输入端有一个由三个5kW电阻组成的分压器,由此可以获得和两个分压值,一般称为阈值。
555定时器的1脚是接地端GND,2脚是低触发端TL,3脚是输出端OUT,4脚是清除端Rd,5脚是电压控制端CV,6脚是高触发端TH,7脚是放电端DIS,8脚是电源端VCC。
555定时器的输出端电流可以达到200mA,因此可以直接驱动与这个电流数值相当的负载,如继电器、扬声器、发光二极管等。
2、单稳类电路单稳工作方式,它可分为3种。
见图示。
第1种<图1)是人工启动单稳,又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元,并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。
他们的输入端的形式,也就是电路的结构特点是:“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。
第2种<图2)是脉冲启动型单稳,也可以分为2个不同的单元。
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。
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。
在 fpga 内部实现三角波、方波、正弦波生成原理
在 fpga 内部实现三角波、方波、正弦波生成原理FPGA(可编程逻辑门阵列)是一种灵活可编程的电子元件,它能够在硬件上实现各种数字电路。
本文将介绍如何在FPGA内部实现三角波、方波和正弦波的生成原理。
生成三角波的原理是通过一个计数器和一个加/减器实现。
计数器以固定速度递增,当计数器值达到上界时,将其反向递减。
这样,计数器的值就会在上下界之间循环波动,从而产生连续的三角波形。
生成方波的原理类似于生成三角波,但区别在于计数器只需递增,不需要递减。
当计数器值小于某个阈值时,输出为高电平;当计数器值大于等于阈值时,输出为低电平。
通过调整阈值和计数器的时钟频率,可以调整方波的周期和占空比。
生成正弦波的原理是利用Look-Up Table(查找表)中存储的正弦值来生成波形。
FPGA内部的ROM(只读存储器)模块通常用于存储这些数字化的正弦值。
通过一个计数器作为地址输入,每个时钟周期从Look-Up Table中读取一个正弦值并输出。
通过调整计数器的时钟频率和Look-Up Table的大小,可以调整正弦波的频率和精度。
在FPGA内部实现三角波、方波和正弦波的过程还需要使用其他的逻辑电路,例如时钟模块、计数模块和输出模块等。
时钟模块用于提供一个稳定的时钟信号,用于驱动计数器。
计数模块用于生成递增和递减的计数器值。
输出模块用于将生成的波形信号输出至外部设备。
为了实现这些波形生成,需要使用HDL(硬件描述语言)如Verilog 或 VHDL 编写对应的逻辑电路描述代码,并使用FPGA开发工具进行编译和综合,最后生成比特流文件用于FPGA配置。
通过在FPGA内部实现三角波、方波和正弦波的生成原理,我们可以在数字电路中灵活地应用这些波形信号。
例如,在音频领域可以用来产生声音效果,在通信系统中可以用作调制信号等。
对于学习和理解数字信号处理的同学们,了解此基础知识对于深入研究和实践都具有指导意义。
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。
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。
模电课程设计【范本模板】
指导老师:专业:学号:姓名:一、设计题目:信号发生器设计二、设计目的:掌握方波—三角波—正弦波的设计方法和调试技术。
三、设计内容与要求:信号发生器是常用的测试仪器,常用的信号源有正弦波、方波、三角波、锯齿波、阶梯波等.①RC桥式正弦波产生电路,频率分别为300Hz、1KHz、10KHz,输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。
②矩形波电路,频率3KHz,占空比可调范围10%~90%,输出幅值3V、负载1KΩ。
③三角波电路,频率1KHz,占空比可调范围10%~90%,输出幅值3V、负载1KΩ.④多用信号源产生电路,分别产生正弦波、方波、三角波,频率范围100Hz~3KHz、输出幅值≥5V、负载电阻1KΩ.四、设计思路及实验前的理论原理:1、正弦波产生电路(由放大电路、选频网络和反馈网络组成)从结构上看,RC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。
其中,振荡频率是由相位平衡条件所决定的。
刚开始时,Rf略大于R1的两倍,这样放大倍数才会略大于3,电路才能够起振.一段时间后,可以利用非线性元件来自动调整反馈的强弱以维持输出电压恒定,也可以将Rf 用滑动变阻器代替,人为调节放大倍数,从而使电路能够产生幅度稳定、几乎不失真的正弦波.其选频网络的频率特性如下:1211,;11rj cr r j c Z 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 cR F 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及相频响应2003()v F j ωωωω=+-00()arctan ;3f ωωωωϕ-=-可以计算,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。
模电课程设计报告 正弦波 方波 三角波发生器
宁波大红鹰学院《模拟电子技术》课程设计报告课题名称:信号发生器分院:机械与电气工程学院教研室:电气工程及其自动化班级:姓名:学号:指导教师:严金龙李燕二○一三年十二月课题名称一、设计任务1.1设计要求1.利用集成运算放大器LM358设计一个简易信号发生器,要求能产生正弦波、方波和三角波三种波形。
2.采用双电源供电形式:电源12CC V V =+、12EE V V =-; 输出信号满足:(1)正弦波:V pp >=2V ;方波:V pp =13.5V ;三角波:V pp =8V ; (2)频率:110HZ ; (3)波形无明显失真。
1.2系统框图方波发生电路积分电路产生RC自激震荡产二、硬件设计2.1正弦波发生电路图1 正弦波RC串并联选频网络如下图(a)所示,它在正弦波振荡电路中既为选频网络,又为正反馈网络,所以其输入电压为,输出电压为。
当信号频率足够低时,,因而网络的简化电路及其电压和电流的向量如图(b)所示。
超前,当频率趋于零时,相位超前趋近于+900,且趋近于零。
当信号频率足够高时,,因而网络的简化电路及其电压和电流的向量如图(c)所示。
滞后,当频率趋近于无穷大时,相位滞后趋近于-900,且趋近于零。
当信号频率从零逐渐变化到无穷大时,的相位将从+900逐渐变化到-900。
因此,对于RC串并联选频网络,必定存在一个频率f0,当f=f0时,=同相。
通过计算可求出RC串并联选频网络的频率特性,如下图所示,其谐振频率。
为使f0=110hz,即使RC=1/220*3.14,确定了C的值就得到一个电阻的值。
R=1.447(1.45)KΩ,C=1uf。
RC桥式正弦波振荡电路:因为正弦波振荡器的起振条件是,从幅频特性曲线可得,当f=f0时,F=1/3,所以当A>3时,即RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数略大于3的正反馈放大器时,就可构成正弦波振荡器。
从理论上讲,任何满足放大倍数要求的放大电路与RC串并联选频网络都可组成正弦波振荡电路;但是,实际上,所选用的放大电路应具有尽可能大的输入电阻和尽可能小的输出电阻,以减小放大电路对选频特性的影响,使振荡频率几乎仅仅决定于选频网络。
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。
集成运放构成的方波三角波发生器
−
������1 ������7
……………………⑥
������1 ≈ 从而由方程⑥⑦得到: ������������4 = −������8 ( ∴ ∆������������������ = ������������4������������ ≈
������������ ������������������ ������′ +������������������
′ ������6 +������������3
������5 +������6 +������������3
× 2������������������ − ������������������ ………………⑦
′ ������������1 ������6 + 2������������3 − ������5 − ������������3 + ������ ) ′ ������ + ������������4 (������5 + ������6 + ������������3 )������7 ������������
1
������������ = −
������������������3 4(������13 +2������������2 )������
1
…………………………④
又,在������1中,由“虚短”和“虚断”知,使得方波发生翻转的������������2 满足: ������������2 =
������2 ������1 +������2
1 1 2
×
������+������������1 ������4
→ = ������ =
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。
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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物理与电子工程学院《模拟电路》课程设计题目:用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路专业电子信息工程专业班级 14级电信1班学号 1430140227学生姓名邓清凤指导教师黄川完成日期: 2015 年 12 月目录1 设计任务与要求 (3)2 设计方案 (3)3设计原理分析 (5)4实验设备与器件 (8)4.1元器件的引脚及其个数 (8)4.2其它器件与设备 (8)5实验内容 (9)5.1 RC正弦波振荡器 (9)5.2方波发生器 (11)5.3三角波发生器 (13)6 总结思考 (14)7 参考文献 (15)用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路姓名:邓清凤电子信息工程专业[摘要]本设计是用12V直流电源提供一个输入信号,函数信号发生器一般是指自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或仪器。
电路形式可采用由运放及分立元件构成:也可以采用单片机集成函数发生器。
根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,本课题采用UA741芯片搭建电路来实现方波、三角波、正弦波的电路。
[关键词]直流稳压电源12V UA741集成芯片波形函数信号发生器1 设计任务与要求(1)并且在proteus中仿真出来在同一个示波器中展示正弦波、方波、三角波。
(2)在面包板上搭建电路,并完成电路的测试。
(3)撰写课程设计报告。
(4)答辩、并提交课程设计报告书2 设计方案方案一:采用UA741芯片用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路优点:分立元件结构简单,可用常用分立元器件,容易实现,技术成熟,完全能够达到技术参数的要求,造价成本低。
缺点:设计、调试难度太大,周期太长,精确度不是太高。
图1 集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路方案二:用8038制作的多波形信号发生器优点:具有在发生温度变化时产生低的频率漂移,最大不超过50ppm/℃;具有正弦波、三角波和方波等多种函数信号输出;正弦波输出具有低于1%的失真度;三角波输出具有0.1%高线性度;具有0.001Hz~1MHz的频率输出范围;工作变化周期宽,2%~98%之间任意可调;高的电平输出范围,从TTL电平至28V;易于使用,只需要很少的外部条件缺点:成本较高。
图2 8038制作的多波形信号发生器注:本课题只采用方案一:采用UA741芯片用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路3设计原理分析由集成运放构成的正弦波、方波和三角波发生器有多种形式,本实验选用最常用的,线路比较简单的几种电路加以分析。
1、 RC 桥式正弦波振荡器(文氏电桥振荡器)图3为RC 桥式正弦波振荡器。
其中RC 串、并联电路构成正反馈支路,同时兼作选频网络,R 1、R 2、R W 及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。
调节电位器R W ,可以改变负反馈深度,以满足振荡的振幅条件和改善波形。
利用两个反向并联二极管D 1、D 2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。
D 1、D 2采用硅管(温度稳定性好),且要求特性匹配,才能保证输出波形正、负半周对称。
R 3的接入是为了削弱二极管非线性的影响,以改善波形失真。
电路的振荡频率2πRC1f O起振的幅值条件1fR R ≥2 式中R f =R W +R 2+(R 3 // r D ),r D — 二极管正向导通电阻。
调整反馈电阻R f (调R W ),使电路起振,且波形失真最小。
如不能起振,则说明负反馈太强,应适当加大R f 。
如波形失真严重,则应适当减小R f 。
改变选频网络的参数C 或 R ,即可调节振荡频率。
一般采用改变电容C 作频率量程切换,而调节R 作量程内的频率细调。
图3 RC 串并联正弦波振荡器2、方波发生器由集成运放构成的方波发生器和三角波发生器,一般均包括比较器和RC 积分器两大部分。
图4所示为由滞回比较器及简单RC 积分电路组成的方波—三角波发生器。
它的特点是线路简单,但三角波的线性度较差。
主要用于产生方波,或对三角波要求不高的场合。
电路振荡频率式中 R 1=R 1'+R W ' R 2=R 2'+R W "方波输出幅值 U om =±U Z三角波输出幅值调节电位器R W (即改变R 2/R 1),可以改变振荡频率,但三角波的幅值也随之变化。
如要互不影响,则可通过改变R f (或C f )来实现振荡频率的调节。
图4所示为由滞回比较器及简单RC 积分电路组成的方波—三角波发生器3、 三角波和方波发生器如把滞回比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统,如图5所示,则比较器A 1输出的方波经积分器A 2积分可得到三角波,三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波、方波发生器。
图6为方波、三角波发生器输出波形图。
由于采用运放组成的积分电路,因此可实现恒流充电,使三角波线性大大改善。
Z212cm UR R R U +=)R 2R Ln(1C 2R 1f 12f f o +=图5方波、三角波发生器输出波形图电路振荡频率 fW f 12O )C R (R 4R R f +=方波幅值 U ′om =±U Z 三角波幅值 Z 21om U R R U =调节R W 可以改变振荡频率,改变比值21R R 可调节三角波的幅值。
图6为方波、三角波发生器输出波形图4实验设备与器件4.1元器件的引脚及其个数表1元器件的引脚及其个数4.2其它器件与设备图7面包板1块 图8面包板连线65×1扎元件名称 标称值与型号 引脚数 元件个数 直流电源 +12V 、-12V 2脚 一个 集成运放 UA741 8脚 三只 普通稳压二极管 5V 2脚 两只 电位器X503 50K Ω 3脚 一只 电位器X502 1K Ω 3脚 一只 普通电阻 1K Ω 2脚 两只 普通电阻 10K Ω 2脚 三只 普通电阻 20K Ω 2脚 一只 一般电容 0.022μF 2脚 一只 一般电容0.1μF2脚两只5实验内容5.1 RC正弦波振荡器1、按图3在Proteus中连接实验电路如图9 Proteus RC正弦波振荡电路。
并进行仿真,仿真结果如图10示波器产生稳定的波形。
2、按照图3在面包板上连接实物图,如图11(RC正弦振荡电路,方波、三角波在面包板上实物图),连好实物图后在示波器上检查所搭建的电路图并观察所得的波形如图12(RC正弦振荡电路实物在示波器上的电路)3、观察波形并拍照图9 Proteus RC正弦波振荡电路图10 RC正弦振荡电路在面包板上振荡电路实物图如图11 RC正弦振荡电路在面包板上振荡电路实物图图12 RC正弦振荡电路实物在示波器上的电路5.2方波发生器按图4连接实验电路。
1、按图4在Proteus中连接实验电路如图13 Proteus 方波振荡电路。
并进行仿真,仿真结果如图10示波器产生稳定的波形。
2、按照图3在面包板上连接实物图,如图11(RC正弦振荡电路,方波、三角波在面包板上实物图),连好实物图后在示波器上检查所搭建的电路图并观察所得的波形如图14(方波振荡电路实物在示波器上的波形)3、观察波形并拍照图13 Proteus 方波振荡电路图14方波振荡电路实物在示波器上的波形5.3三角波发生器按图5连接实验电路。
1、按图4在Proteus中连接实验电路如图14 Proteus 三角波振荡电路。
并进行仿真,仿真结果如图10示波器产生稳定的波形。
2、按照图3在面包板上连接实物图,如图11(RC正弦振荡电路,方波、三角波在面包板上实物图),连好实物图后在示波器上检查所搭建的电路图并观察所得的波形如图15(三角波振荡电路实物在示波器上的波形)3、观察波形并拍照图14 Proteus 三角波振荡电路图15三角波振荡电路实物在示波器上的波形图15三角波振荡电路实物在示波器上的波形6 总结思考主要实现了基UA741芯片设计。
本文的主要工作内容由三个主要方面组成,一部分是有RC串并联振荡电路,一部分是滞回比较器运放电路,另一部分是积分电路的设计。
在本次试验中存在着许多的阻碍,特别是在面包板上搭建电路时,由于芯片没有在面包板上导通,致使无法再示波器上观察到波形。
导致花费了大量的时间来调试电路,没有按时完成实验任务。
通过这次设计,我们更进一步的了解到用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路,还有UA741芯片的特性及其相关的功能。
让我们认识到在此次设计电路中所存在的问题,通过不断的努力去解决这些问题,解决设计问题的同时自己也在其中有所收获。
实物的制作也提升了我们的动手能力,实践能力得到了一定的锻炼,加深了我们对模拟电路设计方面的兴趣。
理论与实践得到了很好的结合。
7 参考文献[1] 童诗白,华成英. 模拟电子技术基础(第五版)[M]. 北京:高等教育出版社,2015.3[2]uA741的简单介绍_百度文库/link?url=u0sAsYfchoLGq2w6pnrL8UiOneS-XFQfQT6sjuxjGZeqwQT vSil8RCvP-d8_WnM3J7n4FxoYpsACIoDhXejQInxAewK19L9217DqME3fCQ7[3]ICL8038芯片简介及典型应用_百度文库/link?url=8Cq7q0Nr3daYeHt4fvlfw0oYgmVYXOocSNhl2VxETWxlZJ6 in5JMDKMkaVddL2SwPV1CyQMFF_GWv5Sl89Ho7tR3JqFk7ybmkxsXRHJK9MS如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!。