实验五++波形发生与变换电路设计

波形产生及变换电路解析

F
0 1 R1C 2 R2 C1 F -arct g -arct g 0 R1 C 2 3 1 R2 C1
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变频率不会影响反馈系数和相角，在调节谐振频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。如图7.2（b）所示。
12
图7.2（b) RC串并联网络的频率特性曲线
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2、 RC文氏桥振荡电路
(1) RC文氏桥振荡电路的构成
RC文氏桥振荡电路如图7.3所示，RC 串并联网络是正反馈网络，另外还增加了R3和R4负反馈网络。
C1、R1和C2、 R2正反馈支路与 R3、R4负反馈支路正好构成一个桥路，称为文氏桥。
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1、 RC网络的频率响应
RC串并联网络的电路如图7.2(a) 所示。RC串联臂的阻抗用Z1表示，RC并联臂的阻抗用Z2表示。其频率响应如下:
Z1 R1 (1 / jC1 )
Z 2 R2 //(1 / jC2 ) R2 1 jR2C2
图7.2（a）RC串并联网络
A
X f
Xo
F
图7 . 1 正弦波产生电路的基本结构
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4
正弦波发生电路的基本结构是引入正反馈的反馈网络和放大电路, 如图6 - 15所示。接成正反馈是产生振荡
的首要条件, 又称为相位条件。为了使电路在没有外加
信号时 X i 0 时满足

, 就产生振荡, 所以还要求电路在开环
0
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1 RC
1 f0 2π RC
11
幅频特性:
F
1 (1 R1 C2 2 1 ) (R1C2 )2 R2 C1 R2C1

波形产生与波形变换电路的设计与仿真

践，理论与实践结合，可以使学生更好地理解相关理论知识，提升学生的基本技能，与此同时提高学生的创新能力，又为进一步将理论应用于实践提供了锻炼的机会。

实践教学手段包含专业课程相关的实验、实训以及课程设计等。

与单纯的理论授课相比较，实践实验教学环节更能激发学生的学习兴趣，提高学生的实践动手能力，尤其设计性的实践环节，更能提升学生运用理论基础知识进行相关课题的设计能力。

通常情况下，对于设计性实践内容，需要学生根据选题及设计要求，独立或分组完成相应的方案设计，交给指导老师审阅，之后进行硬件组装调试，从而整体完成对电子电路的工程实践操作。

在传统的设计过程中，学生首先要查阅相关资料，结合设计要求确定合理的整体框架，然后设计电路，选择合适的元件进行电路组装调试。

通常，这种传统的设计方式需要花费学生包括指导教师大量的时间，耗时耗力，并且在电路设计调试结果出不来的情况下，很难更改电路，以至于很难顺利完成相应内容设计。

随着电子计算机技术的不断发展，与此同时出现了很多电路设计相关的EDA仿真软件，在电路设计中起到了很大的作用，使学生的电路设计能力以及设计水平在很大程度上得到了提高和改善。

Multisim仿真软件就是一款比较有效且简单易学的电路设计仿真软件。

Multisim仿真软件主要是在计算机上实现电子电路功能的设计以及性能分析，使学生设计的电路只需模拟调试成功即可组装电路，既节约了设计时间，又可避免在这一设计过程中采用传统方式可能带来的元件损耗，这是对传统实践教学方法的充实与改进，它使设计的方法和手段现代化[1]。

利用Multisim仿真软件这款电路设计与仿真的EDA软件，使实践教学环节更加丰富有趣，学生根据虚拟仪器仪表的测试等，合理设计自己的内容，对于进一步提高实践教学当今社会，随着电子技术的飞速发展，基本已经不存在纯手工设计电子产品。

对于现代化的电子产品设计的过程，首要的工作是确定产品要实现的功能，接着对电路原理图进行设计、进行PCB 版图设计、结合程序设计等步骤，这些设计工作都是在计算机上得以实现。

波形的产生与变换

• 双电源正负12V供电 • 电阻值选用器件盒中已有电阻 • 输入信号由前级振荡频率产生 • 输出电压由双向稳压管稳压输出
实验六（二）
双向稳压管
双向稳压管可以用两个特性相同的稳压管代替
陆波形的产生与器件和导线引脚 • 测量电阻并标注标称值 • 检验示波器和波形发生器 • 将直流稳压电源设成串联模式（±12V） • 搭接电路 • 测量输出特性
振荡电路设计要求
• 直流稳压电源±12V供电 • 振荡频率自己设定 • 电阻值选用器件盒中已有电阻 • 电容应使用实验室提供的CBB电容 • 起振、稳幅用二极管选用1N4148
实验六（一）
多圈电位器
• 前两位：有效数 • 第三位：数量级 • 103=10x103=10kΩ
实验六（一）
过起振波形
最大不失真状态是指刚好使波形从失真状态调回到不失真状态。
振荡过度！出现了非线性失真。
典型噪声
注意观察工作电流是否正常
注意观察电流值变化
注意观察电流值变化
迟滞比较器设计要求

波形发生与变换电路

第34页/共56页
二、矩形波发生电路
输出无稳态，有两个暂态；若输出为高电平时定义为第一暂态，则输出为低电平为第二暂态。
1. 基本组成部分
（1）开关电路：因为输出只有高电平和低电平两种情况，即两个暂态；故采用电压比较器。
（2）反馈网络：因需自控，在输出为某一暂态时孕育翻转成另一暂态的条件，故应引入反馈。
能产生正弦波振荡吗？
1. 放大电路必须能够正常工作，放大电路的基本接法；
2. 断开反馈，在断开处加 f=f0的输入电压； 3. 找出在哪个元件上获得反馈电压，是否能取代输入电压。
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电路如下图所示，试用相位平衡条件判断哪个能振荡，哪个不能，说明理由。
-
-
+-
静态满足要求
有瞬时极性法得，电路引入的是负反馈，所以电路不能发生振荡。
方法一：设电路已振荡，且在某一暂态，看是否能自动翻转为另一暂态，并能再回到原暂态。方法二：电路合闸通电，分析电路是否有两个暂态，而无稳态。
设合闸通电时电容上电压为0， uO上升，则产生正反馈过程：
uO↑→ uP↑→ uO↑↑ ，直至 uO ＝UZ， uP＝+UT，为第一暂态。
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积分电路正向积分，t↑→ uO↑，一旦uO过＋ UT ， uO1从－ UZ跃变为＋ UZ ，返回第一暂态。重复上述过程，产生周期性的变化，即振荡。
用积分运算电路可将方波变为三角波。
两个RC环节
实际电路将两个RC 环节合二为一
UZ
uO要取代uC，必须改变输入端。集成运放应用电路的分析方法：
为什么采用同相输入的滞回比较器？
化整为零（分块），分析功能（每块），统观整体，性能估算。

波形的产生与变换电路

二. 石英晶体振荡电路
1. 并联型石英晶体振荡器
－ A +
(＋ )
X
∞
+ C2 C1 Cs
ui
石英晶体
－ A + +
0 容性
u
(－ ) 感性 ∞ u
o
fS
fp
C2 f
Cs L
uf C1
(＋ )
f0在fs与fp之间，晶体相当一个大电感，与C1、C2组成电容三点式振荡器。 C
C为C1、C2 、CS、相串， CS<< C1、C2 ，所以： C≈ CS C
o
满足相位条件：
uf ua
R1
A F 0
幅值条件： φF
o
基本放大器A
选频网络
输出正弦波频率：
1 f0 2RC
1 AF≥1 3 R o 1 f 3 A≥3 -90°R1 F +90°
选：
R f 2 R1
能自动稳幅的振荡电路
半导体热敏电阻 (负温度系数）
1
移相式选频网络
移相网络的选频特性：
RC超前移相电路
C
+
RC滞后移相电路
R
R
C R R
C
R C C
R C
uo
－
+ + uf uo －－
φF
+270°
+180° +90° 0°
o

1 6 RC
φF 0° -90° -180° -270°
+ uf －

o
0
1 f0 2 6 RC
RC移相式振荡电路的工作原理

实验5 RC正弦波发生器及波形变换产生电路设计

a f a f
自激振荡条件又可分为：
幅值条件：，AF=1，表示反馈信号与输入信号的大小相等。相位条件：
2 n , n 0 , 1 , 2 a f
表示反馈信号与输入信号的相位相同，即必须是正反馈。
起振时必须满足：AF>1。
起振过程
在无输入信号（xi=0）时，电路中的噪扰电压（如元件的热噪声、电路参数波动引起的电压、电流的变化、电源接通时引起的瞬变过程等）使放大器产生瞬间输出x'o，经反馈网络反馈到输入端，得到瞬间输入xa，再经基本放大器放大，又在输出端产生新的输出信号x'o，如此反复。在无反馈或负反馈情况下，输出x'o会逐渐减小，直到消失。但在正反馈情况下，x'o会很快增大，最后由于饱和等原因输出稳定在xo，并靠反馈永久保持下去。
实验五
RC正弦波发生器及波形变换产生电路设计
1 实验目的
1.1 加深理解RC正弦波振荡器的工作原理。 1.2 掌握测试RC振荡器频率特性的方法。 1.3 加深对比较电路工作原理的理解。
2
RC正弦波振荡电路
RC正弦波振荡电路的方框图
Xi 0

X
a
基本放大电路
X
●
o
A
X

f

反馈络
10
ω /ω
O
o
1 RC
00 0.1 1 10 ω /ω
O
Vo与Vi同相，满足相位条件。
-900
1 V V V o om ax i 3
满足幅值条件。产生正弦波频率为：
1 fo 2RC
4
RC串并联选频网络频率响应
FV 0.4 1/3 0.3 0.2 0.1

波形产生与变换电路实验

三、实验原理：
1、集成运算放大器的结构和实验连线方法
8 7 6 5
V－－＋ Vo V－
UA741
1 2 3 4
2—反相输入端 • 3—同相输入端 • 6—输出端 • 7—正电源端 • 4—负电源端 • 1、5—接调零电位器
V+
V+
－＋＋

Ao
Vo
1 2 3
－
8 7＋ 6 5
7 8 2 ∞ 6
工作原理：
电源接通时，VO1 VZ ，则线性下降，当下降到时， V V V V 运放A1输出翻转，变为；当，则VO2线 R V 性增长，当VO2增长到时，运放 A1再次输出翻转， R 变为VO1 = VZ。这样反复不已

O1 Z O1 Z
R1 VZ R2
1
Z
2
三角波的峰值：
VO 2 m
R1 VZ R2
R1 R C R2
三角波的周期：
T4
图8、三角波发生器模拟电路图
图9、三角波发生器电路模拟输出曲线
（红线为二级输出）
5．正弦波信号发生器
图10、正弦波信号发生器

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。
3、方波发生器：
图4
（a)方波发生器电路
(b)波形图
工作原理

电路接通电源瞬时，电路的输出为正向限幅还是负向限幅纯属偶然，设输出处于正向限幅，即VO=VZ时，则电容C 充电，其上电压VC按指数规律上升，当VC上升到等于 R R R
1
VZ
2

时，运放的输出翻转为负向限幅，VO=-VZ。若输出处于负向限幅，即VO=-VZ时，则电容C放电，其上电压 R VC按指数规律下降，当VC下降到等于 - R R V 时，运放的输出又翻转为正向限幅，如此循环不已，形成方波输出电压，波形图见图4（b）所示。由分析可知，输出方波的周期为

波形变换器的设计与研究实验报告

一、实验目的：1、通过设计电路，掌握电路的设计原则和设计方法。

2、研究RC 电路在方波脉冲激励情况下，响应的基本规律和特点。

3、设计一个简单的RC 微分电路，将方波变换成尖脉冲波。

4、设计一个简单的RC 积分电路，将方波变换成三角波。

二、实验原理：1、一阶RC 电路的方波响应一阶RC 串联电路如图所示，图中的方波为电路的激励。

从时间0＝t 开始，因激励为i u ，其电容电压为：)1(τti C e u u --＝，为零状态相应（设电容初始电压为零）。

当0＝t 时，0＝C u 。

当τ5＝t 时达到稳态i C u u ＝。

如果电路时间常数较小，则在0～t 1响应时间范围内，电容充电可以达到稳态值i u 。

因此在0～t1范围内)(t u C 为零状态响应。

从时间1t t ＝开始因激励为零，其电容电压为：τti C e u u -＝，为零输入相应。

当1t t ＝时，i C u u ＝。

当τ5＝t 时达到稳态0＝C u 。

如果电路时间常数较小，电容C 在t 1～t 2范围内放电完毕，这段时间范围内电路响应为零输入响应。

第二周期重复第一周期过程。

2、微分电路一阶RC 串联电路在一定条件下，可以近似构成微分电路。

微分电路是一种常用的波形变换电路，它可以将方波电压转换成尖脉冲电压。

如图19－3所示是一种最简单的微分电路。

当电路时间常数远小于输入的方波脉冲T 0时，则在方波电压作用的时间内，电容器暂态过程可以认为早已结束，于是暂态电流或电阻上的电压就是一个正向尖脉冲，如图所示。

在方波电压结束时，输入电压跳至零，电容器放电，放电电流在电阻上形成一个负向尖脉冲。

因时间常数相同，所以正负尖脉冲波形相同。

由于T 0>>R C ，所以暂态持续时间极短，电容电压波形接近输入方波脉冲，故有U C (T)≈u 1(t)。

因为dt t dUc Ct i C )()(＝所以dtt dU RC dt t dUc RC t u i R )()()(≈＝该式说明输出电压u R (t)近似与输入电压u i (t)的微分成正比，因此称为微分电路。

波形产生和变换电路

（2）验证幅度平衡条件在输出为稳定的最大不失真正弦波情况下，测量 v+（vf）、v-、vO，验证同相比例放大器放大倍数是否等于3（v+、v-、vO均为有效值，用交流毫伏表测量）。
3、三角波信号发生器用示波器观察vO1、vO2的波形，测量三角波的
峰峰值VO2m，周期T，且和理论值相比较。
可编辑ppt
24
4．正弦波信号发生器
（1）适当调节电位器RP，使电路产生振荡，用示波器观察输出波形，应为稳定的最大不失真正弦波，测量输出电压的大小VOm（峰值），周期T，计算出振荡频率f，且与理论值相比较。
当 V+＞0时 A1输出为正，即VOБайду номын сангаас = +Vz；当 V+＜0 时， A1输出为负即 VO1 = -Vz
可编辑ppt
8
A2构成反相积分器
VO1 为正时， VO2 负向线性变化，当VO2负向变化略低于线性RR变12 V化Z ，，当滞VO回2正比向较变器化翻略转高，于VORR112变V 为Z ，负滞，回V比O2较正器向再线次性
可编辑ppt
11
(2)RC 选频网络
RC 选频网络的转移电压比及其频率特性如下所示：
H(j)U U 1 212Rj2 CR 2jC 3RC
当该=网络0时具|H有(带j通0)|滤=1波/3特,可性编(辑，p0pt)=其0中。心频率0=1/RC
。
12
(3)RC选频振荡器
将RC 选频网络和同相放大器按照右图连接
可编辑ppTt 2RCln1(2R R12)
6
4．方波和三角波发生器
构成：由正向施密特触发器和集成运放组成的积分电路组成
正向施密特触发器

波形发生及变换电路.ppt

第9章波形发生及变换电路
9.3.1 LC 并联网络的选频特性
YYYjjjCCCRRR1j11jjLL
RRR2 22 R(R(R(LL)L2))22jjCC
RR2 2(L(LL)L2)22
图 9.3.1 LC并联电路
C L
0 电路发生并联谐振。
R2 (L)2
一般 R L
则
1 ω0 L ω0C
用同轴电位器实现f0的微调。
图 9.2.9 振荡频率的调节
第9章波形发生及变换电路
1
R2
R28
2
电子琴的振荡电路
R27
3
R26
4
RF1 RF2
D1
R25
5
R24
6
R23
7
R22
1
R21
R1 C
C
D1 _
+ +
Rf
可调
uo 功率放大器
第9章波形发生及变换电路
例9.2.1 试用相位平衡条件判断如图9.2.6(a)所示电路能否产
RR
F
FF
U ff UU Oo
ZZ2 2 ZZ1 1ZZ2 2
R
R
1 1jRjCRC
1 1 1
1
3
1
jjCC1 1jRjCRC
3 j( 0 ) 式中: 0 = 1/RC
1
j(RC
1)
RC
0
幅频特性： F
1
32 ( 0 )2
Z1 o
0
Z2
相频特性：
0
F arctan 0 3
1.分析电路的结构 (1)检查电路的基本组成，看电路是否包括放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节。 (2)检查放大电路直流通路，看静态工作点是否合适。 (3)检查交流通路，看信号能否输入、输出和放大，即能否保证放大电路正常工作。

波形产生与变换电路

一、LC并联谐振电路的频率响应二、变压器反馈LC振荡器三、电感三点式LC振荡器
一、LC并联谐振电路的频率响应并联谐振电路的频率响应 LC并联谐振电路如图11.05（a）所示。显
& 然输出电压是频率的函数：&o (ω ) = f [Vi (ω )] V 输入信号频率过高，电容的旁路作用加强，输出减小；反之频率太低，电感将短路输出。并联谐振曲线如图11.05（b）所示。
图11.09 电感三点式LC振荡器（CB）图11.10电感三点式LC振荡器（CE）
分析三点式LC振荡电路常用如下方法，将谐振回路的阻抗折算到三极管的各个电极之间，有Zbe、Zce、 Zcb ,如图11.11所示。对于图11.09 Zbe是L2、 Zce是L1、 Zcb是C。可以证明若满足相位平衡条件， Zbe和Zce必须同性质，即同为电容或同为电感，且与Zcb性质相反。
RC文氏桥振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻R4实现的。R4是正温度系数热敏电阻，当输出电压升高，R4上所加的电压升高，即温度升高， R4的阻值增加，负反馈增强，输出幅度下降。反之输出幅度增加。若热敏电阻是负温度系数，应放置在R3的位置。见图11.03。
采用反并联二极管的稳幅电路如图11.04所示。
五、石英晶体LC振荡电路
利用石英晶体的高品质因数的特点，构成LC振荡电路，如图11.14所示。
(a)串联型 f0 =fs （b）并联型 fs <f0<fp 图11.14 石英晶体振荡电路
石英晶体的阻抗频率特性曲线见图11.15, 它有一个串联谐振频率fs,一个并联谐振频率 fp，二者十分接近。
= = R2 [ R1 + (1 / jωC1 )](1 + jωR2 C 2 ) + R2

波形产生电路与变换电路

1
(rd1 RW' )C
T1 0
U
z
dt
2Uom
2
R2 R3
Uz
则
T1
2R2 R3
(rd1
RW'
)C
电容放电时间T2为
1
(rd2 RW RW' )C
T2 0
U
z
dt
2Uom
2
R2 R3
Uz
第八章波形产生电路与变换电路
则
T2
2R2 R3
(rd2
RW
RW'
)C
故振荡周期为
T
T1
T2
2R2 R3
＋UCC
RA
RB
－UEE
4
5
66 9
7
3
ICL8038
8
10 11
12
2
C
82 k
图 8 - 12 ICL8038基本接法
第八章波形产生电路与变换电路
上升时间t1为
t1
5 3
RAC
下降时间t2为
t2
5 3
RARB 2RA RB
C
所以振荡周期为
T
t1
t2
5 3
RAC(1
RB 2RA
RB
)
振荡频率为
R2 R2 R3
Uz
同步电容器经R放电, 使 U uC 逐渐下降。在 U
U 此前, uo Uz +Uz, U
, 当 U U , uo从-Uz跳变为
R2
R2
R3
U
z
, 电容器C再次充电。
如此周而复始, 产生振荡, 从uo输出矩形波，其波形如图 8

电子技术课程设计报告波形产生与变换

电子技术课程设计报告——波形产生及变换姓名：Frege专业班级：电气合1402所属学院：电气工程与自动化学院指导老师：王允建2016 年7 月1 日波形产生与变换电路的设计摘要波形发生器广泛地应用于各大院校和科研场所。

随着科技的进步，社会的发展，单一的波形发生器已经不能满足人们的需求。

本文利用555定时器构成多谐振荡器产生方波，然后分别通过积分、滤波电路输出三角波、正弦波、三倍频率正弦波。

放大器件为LM324N四路放大器，以积分、傅立叶分解等为理论基础，通过运放构成的各种滤波电路对方波进行各种波形变换。

它的制作成本不高，电路简单，使用方便，有效的节省了人力，物力资源，具有实际的应用价值。

实验包括仿真与实际连线两步，仿真采用Multisim仿真软件，连线采用面包板。

关键词：555定时器；LM324N四路放大器；Multisim仿真；面包板接线The design of the signal andconversion circuitAbstractWaveform generators are widely used in major universities and research establishments. With advances in technology, social development, a single waveform generator already cannot satisfy people's needs. In this paper constitutes a 555 timer multivibrator generating a square wave, then respectively through integral, filter circuit and output triangle wave, sine wave, triple frequency sine wave. Amplifying device is LM324N, based on the theory of integral, Fourier decomposition and so on, through the op-amp composition of various filter circuit wave for the various waveform transformation. Its production cost is not high, the circuit is simple, easy to use, effectively saving manpower, material resources, have practical value. Experiments include simulation and actual connection step, simulation using Multisim simulation software, connect using breadboard.Keywords: 555 timer; LM324N four-way amplifier; Multisim simulation;breadboard connection目录1 设计指标及要求 (1)2 设计思路及系统框图 (1)2.1 设计思路 (1)2.2 系统框图 (2)3 各单元硬件电路设计 (2)3.1 555定时器 (2)3.1.1 555定时器电路组成： (2)3.1.2 555定时器引脚的作用： (3)3.1.3 555定时器基本功能 (4)3.2 方波产生电路 (5)3.3 三角波产生电路 (7)3.4 正弦波产生电路 (8)3.5 三次正弦波发生电路 (10)4 完整电路图及其仿真 (10)5 面包板接线图及实验结果分析 (12)6 元器件清单 (14)7 心得体会 (15)1 设计指标及要求设计一波形产生变换电路，输出方波、三角波、正弦基波和正弦三次谐波。

波形产生与变化课程设计

波形产生与变化课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解波形的基本概念，掌握常见波形的特点及其数学表达方式；2. 学习波形产生与变化的基本原理，掌握振荡器、放大器等基本波形产生与变化电路的工作原理；3. 了解波形测量与分析的方法，掌握示波器等实验仪器的使用。

技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的波形产生与变化电路；2. 能够使用示波器等仪器进行波形测量，对测量结果进行分析与处理；3. 能够运用波形分析软件对实验数据进行处理，得出相应结论。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对波形产生与变化现象的好奇心和探究欲望，激发学生学习物理的兴趣；2. 培养学生的团队合作意识，学会在实验中互相配合、共同解决问题；3. 引导学生认识到波形技术在现实生活中的应用，增强学生的科技意识和创新意识。

课程性质：本课程为物理学科选修课程，旨在帮助学生掌握波形产生与变化的基本原理，培养实验操作能力和科学思维能力。

学生特点：本课程面向高中二年级学生，学生已具备一定的物理基础知识，对物理现象有较强的观察力和探究欲望。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论联系实际，强调实验操作与数据分析，提高学生的实践能力和创新能力。

在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 波形基本概念：介绍正弦波、方波、三角波等常见波形的特点及其数学表达方式；分析不同波形在电子技术中的应用。

2. 波形产生与变化原理：讲解LC振荡器、RC振荡器等基本波形产生电路的原理；介绍放大器、滤波器等波形变化电路的工作原理。

3. 波形测量与分析：教授示波器等实验仪器的使用方法，学习如何对波形进行测量、观察和分析；介绍波形分析软件的使用。

4. 实践操作：设计并搭建简单的波形产生与变化电路，进行实验操作，观察波形变化，分析实验结果。

5. 教学大纲安排：- 第一课时：波形基本概念及数学表达；- 第二课时：LC振荡器与RC振荡器原理；- 第三课时：放大器与滤波器原理；- 第四课时：波形测量与分析方法；- 第五课时：实践操作与实验结果分析。

波形变换电路课程设计

波形变换电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握波形变换电路的基本原理，了解不同类型的波形变换电路及其特点。

2. 学会分析波形变换电路的数学模型，理解其频率、幅度、相位等参数对波形变换的影响。

3. 能够运用所学知识，设计简单的波形变换电路，并进行仿真验证。

技能目标：1. 培养学生运用波形变换电路知识解决实际问题的能力，提高电路设计与分析技能。

2. 培养学生使用相关软件（如Multisim、Proteus等）进行电路仿真和调试的能力。

3. 提高学生的团队协作和沟通能力，通过项目实践，培养学生的动手操作和问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发学生主动探索波形变换电路的内在规律。

2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的真实性，养成良好的实验习惯。

3. 增强学生的环保意识，关注电子技术在环境保护方面的应用，培养学生的社会责任感。

课程性质分析：本课程属于电子技术领域，以实践操作和理论分析相结合的方式进行教学。

学生特点分析：学生具备一定的电子技术基础，具有较强的求知欲和动手能力，但对波形变换电路的了解有限。

教学要求：结合学生特点，采用项目驱动、任务导向的教学方法，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。

通过课程目标的具体分解，确保学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得预期成果。

二、教学内容1. 波形变换电路基本原理- 波形变换的定义与分类- 常见波形变换电路的工作原理与特点2. 波形变换电路数学模型- 振荡电路的数学模型- 非线性元件对波形变换的影响- 波形变换电路的频率、幅度、相位分析3. 波形变换电路设计与仿真- 555定时器在波形变换电路中的应用- 运算放大器在波形变换电路中的应用- 基于Multisim、Proteus等软件的电路仿真与调试4. 实践项目：波形变换电路设计与制作- 项目任务分解与团队协作- 电路设计与原理图绘制- 电路板制作与调试- 实验数据收集与分析教学内容安排与进度：第一周：波形变换电路基本原理及分类第二周：波形变换电路数学模型分析第三周：555定时器与运算放大器在波形变换电路中的应用第四周：实践项目启动，进行电路设计与原理图绘制第五周：电路板制作与调试，进行实验数据收集与分析第六周：总结与成果展示，课程评价与反馈教材章节关联：本教学内容与教材中“波形变换电路”章节相关，涉及教材第3章第1节至第3节的内容，以及第6章“实践项目”部分。

电子技术教程波形产生变换电路的设计课件

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1．用555定时器构成施密特触发器
将555定时器的2脚和6脚接在一起，可以构成施密特触发器。
由于施密特触发器无须放电端，所以利用放电端与输出端状态相一致的特点，从放电端加一上拉电阻后，可以获得与3脚相同的输出。
如果上拉电阻单独接另外一组电源，如图所示，则可以获得与3脚不同的逻辑电平。
，VCC
u I2时 13，V比CC 较器C1输出
高电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器置1，G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平，uO=UOH。
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2．工作原理
如果在555定时器的电压控制端（5脚）施加一个外接电压（其值在0～ VCC之间），比较器的参考电压将发生变化，电路相应的高电平触发电压、低电平触发电压也将发生变化，进而影响电路的工作状态。
态保持不变，输出还是低电平状态。
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1．用555定时器构成施密特触发器
当输入电压下降到 u I 13时VC，C 电路状态又一次发生翻转，输出重新跳变成高
电平，又返回到开始讨论的情况。从这
里可以看出这个施密特触发器的负向阈
值电压为：
1 U T 3 VCC
回差电压：
U
UT
UT
1 3
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【想一想】 555定时器的可实现哪些逻辑功能？
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3）用555定时器构成单稳态触发器
（1）将555定时器接成图所示电路， R=10kΩ，C=0.01μF。在其2管脚上加输入信号uI（uI为方波，振幅0～5V逐渐增大、 f=10KHz），用示波器观察输入、输出的波形。

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。