占空比可调的方波变换电路
占空比可调的方波振荡电路工作原理及案例分析
占空比可调的方波振荡电路工作原理及案例分析参考电路图5.12所示，测试电路，计算波形出差频率。
电容图5.12 方波发生电路(multisim)通过上述电路调试，发现为方波发生器。
一、电路组成如图5.13，运算放大器按照滞回比较器电路进行链接，其输出只有两种可能的状态：高电平或低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动的产生相互变换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间，间隔交替变化，即产生周期性的变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。
电路组成：如图所示为矩形波发生电路，它由反相输入的滞回比较器和RC 电路组成。
RC 回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC 充、放电实现输出状态的自动转换。
电压传输特性如图6.8所示：U 0U NU P U zU cR 3R 2R 1R图5.13方波发生电路二、工作原理从图5.13可知，设某一时刻输出电压U O =+U Z ，则同相输入端电位U P =+U T 。
U O 通过R 对电容C 正向充电。
反相输入端电位U N 随时间t 增长而逐渐升高，当t 趋近于无穷时，U N 趋于+U z ;当U N =+U T ，再稍增大，U O 就从+U Z 越变为-U Z ，与此同时U p 从+U T 越变为-U T 。
随后，U O 又通过R 对电容C 放电。
反相输入端电位U N 随时间t 增长而逐渐降低，当t 趋近于无穷时，U N 趋于-U Z ；当U N =-U T ，稍减小，U O 就从-U Z ，于此同时，U p 从-U T 跃变为+U T ,电容又开始正向充电。
上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。
三、波形分析及主要参数由于矩形波发生电路中电容正向充电与反向充电的时间常数均等于R3C,而且充电的总幅值也相等因而在一个周期内U O =+U Z 的时间与U O =-U Z 的时间相等，U O 对称的方波，所以也称该电路为对称方波发生电路。
占空比可调的方波发生器电路设计(0~100%可调)
华中师范大学武汉传媒学院课程设计课程名称__________________题目__________________专业__________________ 班级__________________ 学号__________________ 姓名__________________ 成绩__________________ 指导教师_________________________年_______ 月_______日实现占空比可调发生器1.目标（1）占空比可调范围0<D<100%（2）输出方波电压值：Vo=2v（3）振荡频率：f=1kHz（4）波形稳定2.思路根据555定时器改变阀值电压的值使之输出高电平或低电平的原理，就可以产生方波，通过电位器改变电阻的阻值来控制高低电平的时间就可以调节占空比了；通过调节输入的电压值，再通过万用表测量输出的电压值就可以保证输出幅度为某一定值；根据振荡频率公式，已知电阻值和输出振荡频率就可以算出需要电容值，以保证振荡频率为某一定值；为保证波形稳定，采用差分电路形式，用555定时器组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小；而为了简化电路及运算，采用两个二极管的单向导电特性，使电容器的充放电回路分开，回路不再重复，计算更加简便。
3.电路图（1）输入模块二极管D1，D2的单向导电性，使电容器C的充放电回路分开，调节电位器，就可以调节多谐振荡器的占空比。
（2）处理模块：555定时器各引脚功能如下：1脚：外接电源负极或接地（GND）。
2脚：TR触发输入。
3脚：输出端（OUT或Vo）。
4脚：RD复位端，移步清零且低电平有效，当接低电平时，不管TR、TH输入什么，电路总是输出“0”。
要想使电路正常工作，则4脚应与电源相连。
5脚：控制电压端CO(或VC)。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
占空比可调的方波数字信号源电路设计
机 械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING&AUTOMATION No1 Feb.第1期（总第224期）2021年2月文章编号=1672-6413（2021）01-0151-02占空比可调的方波数字信号源电路设计櫜吕栋腾（陕西国防工业职业技术学院，陕西西安710300）摘要：电子设计自动化（EDA）是集成电路（IC）技术领域的一种重要设计手段。
以Altera公司的MAX 7000系列CPLD为载体设计方波数字信号源电路，选用当前主流的EDA软件MAX+PLUS II作为技术开发平台，采用VHDL作为硬件描述语言，通过芯片下载测试和波形仿真，实现了方波数字电路的功能，为方波数字电路的设计提供了一种新的实现方法。
关键词：MAX+PLUSII；CPLD；方波电路；占空比；VHDL中图分类号：TP273文献标识码：A0引言在自动控制系统中，方波信号的应用非常广泛，通常可作为一种标准信号在电子电路、测试仪器中进行性能试验或者物理量检测［］。
方波由基频加奇次谐波组成，奇次谐波的丰富程度和谐波之间的相位关系会影响方波的产生。
方波的占空比简单来讲是指电路被接通的时间占整个工作周期的百分比，它可以是0〜100%之间的任意值。
通过控制方波的占空比，配合高精度的传感器，可实现复杂控制系统的闭环控制。
本次设计以MAX+PLUS II作为开发平台，采用VHDL 语言编程，CPLD为主要载体来实现占空比可调的功能测试。
1方波电路的设计方法本次设计的电路系统是一个高电平和低电平分别可以调整的数字信号源电路，用于控制3000V高压电源对电容的充放电，输出频率为0.3Hz〜3Hz,输出电平要和TTL电平兼容。
方波电路常见的设计方法有模拟电路、单片机和专用逻辑电路ASIC三种方法。
模拟电路的方法通过压控振荡电路得到不同频率的方波，但其抗干扰能力差，难以通过上位机控制。
单片机可以得到稳定度高的脉冲，但如果脉冲周期不是时钟信号的整数倍时，需要重新编写程序。
应急必备 几种常用的占空比可调脉冲电路
应急必备几种常用的占空比可调脉冲电路
提起占空比可调脉冲电路这个名词，可能很多工程师并不会感到陌生。
因为在一些设计过程中，这种可调的占空比电路能够在某些情况下替代专用的PWM电路，实现输出占空比的跟随改变。
在今天的文章中，我们将会为大家分享几种常用的占空比可调脉冲电路设计方案，以备不时之需。
首先要为大家介绍的可调占空比电路方案，是一种使用双比较器来构成的占空比可调电路。
下图中，图1是一种非常基础的双比较器构成的占空比可调电路，从这一电路图中可以看到，该种电路使用一片双比较器进行运行调节，其中比较器（1）为一个方波振荡器，在其振荡电容上引出锯齿波送到比较器（2）的反相输入端，比较器（2）的同相输入端接控制电压，调节RP 即可调节输出的占空比，其工作波形如图2所示。
由图2可知，直流控制电压越高，输出脉宽越宽，占空比越大。
相反的，脉宽变窄、占空比变小，而输出频率由锯齿波的频率决定。
图1 使用双比较器构成的占空比可调电路
图2 双比较器占空比可调电路工作波形
第二种要为大家进行分享的，是一种使用单运放的占空比可调电路。
这种能够应急的占空比调节电路的构成，如下图图3所示。
从图3中可以看到，单运放构成一个脉冲发生器电路，其振荡频率f可计算为：1/2RfC。
在该电路中，Rf=Rf1+Rf2，电容器C充电经D2、Rf2，放电经D1、Rfl，改变Rf1。
555定时器构成的占空比可调的方波发生器----实验报告
555定时器构成的占空比可调的方波发生器----实验报告电子技术课程设计说明书题目：系部：专业：班级：学生姓名: 学号:指导教师:年月日目录1 设计内容： (1)1.1 给出集成电路芯片的主要技术参数,熟悉555 IC芯片各引脚的功能,并逐个说明. (1)1.2 简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能.. (1)1.3 完成下列参数要求的电路设计。
（其中，实验室提供1000Hz的频率信号）.. 12.1 设计电路原理图； (1)2.2 在实验室提供的设备上安装电路并模拟运行； (1)2.3 撰写实验报告。
(1)3 实验目的： (1)3.1 熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点。
(1)3.2 掌握555型集成时基电路的基本应用。
(1)3.3 掌握由555集成时基电路组成的占空比可调的方波信号发生器。
(1)4 实验器材： (1)5 实验原理： (2)5.1 555电路的工作原理 (2)5.1.1 555芯片引脚介绍 (2)5.1.2 上述CB555定时器的工作原理可列表说明： (4)5.1.3 占空比可调的方波信号发生器 (4)6 实验内容及实验数据 (6)6.1 设计内容及任务 (6)6.2 实验数据 (6)6.2.1 100HZ仿真电路图 (6)100HZ 仿真电路结果 (7)6.2.2 1000HZ仿真电路图 (9)1000HZ 仿真电路结果 (10)7 结论： (11)8 参考文献 (11)1 设计内容：1.1 给出集成电路芯片的主要技术参数,熟悉555 IC芯片各引脚的功能,并逐个说明.1.2 简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能..1.3 完成下列参数要求的电路设计。
（其中，实验室提供1000Hz的频率信号）A.当方波输出频率f=100HZ时，占空比D=50%、D<50%、D>50%时的输出波形；B.当方波输出频率f=1KHZ时，占空比D=50%、D<50%、D>50%时的输出波形；2 任务如下：2.1 设计电路原理图；2.2 在实验室提供的设备上安装电路并模拟运行；2.3 撰写实验报告。
占空比可调的方波变换电路
沈阳工程学院课程设计设计题目：占空比可调的方波变换电路系别自控控制工程系班级测控本082学生姓名张国辉学号********** 指导教师黄硕/张玉梅职称讲师/讲师起止日期：2010年5月24日起——至2010年5月28日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：占空比可调的方波变换电路系别自动控制工程系班级测控本082学生姓名张国辉学号2008310225指导教师黄硕/张玉梅职称讲师/讲师课程设计进行地点：实训F203任务下达时间：2010 年 5 月12 日起止日期：2010年5月24日起——至2010年5月28日止教研室主任秦宏2010年5 月5 日批准占空比可调的方波变换电路1 设计主要内容及要求1.1 设计目的：（1）掌握比较器、PWM（占空比调制）电路的构成、原理与设计方法；（2）熟悉模拟元件的选择、使用方法。
1.2 基本要求（1）含有输入隔离级；（2）输入方波信号，幅度3V，频率1kHz；（3）占空比可线性调整；（4）输出调制占空比的方波频率要求频率1kHz。
1.3 发挥部分自主方波产生电路；（2）其他。
2 设计过程及论文的基本要求：2.1 设计过程的基本要求（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选2个方向：（2）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图、实际接线图各一份；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一存盘上交。
2.2 课程设计论文的基本要求（1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图需打印。
项目齐全、不许涂改，不少于3000字。
图纸为A3，附录中的大图可以手绘，所有插图不允许复印。
（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图与实际接线图）。
3 时间进度安排2010.5.28沈阳工程学院模拟电子技术课程设计成绩评定表系（部）：自动控制工程系班级：测控本082 学生姓名：张国辉中文摘要脉宽调制(PWM:(Pulse Width Modulation)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
555占空比可调电路调试剖析
NE555占空比可调电路归纳R1R2'工作原理：控制占空比实际上就是要控制电容C1的充放电时间，依据电路图C1充电由0到2/3V CC3脚输出高电平，电容放电由2/3V CC降到1/3V CC输出低电平，故只要控制好C1充放电回路就可以控制C1充放电时间进而控制输出波形的占空比。
f =1/0.7C(R1+R2) 注：C为图中C1R1、R2为图中标记为红色的R1'、R2'图例分析：充电回路，电流经过R1到达电位器由滑片流出，经过D2为电容C1充电。
电容充放电时间是一个RCln2的指数函数约等于0.7RC,而调节占空比C必须一定，故只有R是决定占空比的变量，图中红色标记的R1'为充电回路电阻，决定充电时间，电阻越大充点时间越长，输出高电平时间越长。
当R1=R2时充电时间等于放电时间，输出方波，占空比：50%当R1=R2时充放电回路电阻和不变，即电路中总电阻（R1+R2）不变，由公式可得频率不变，改变电阻器RP阻值可调节波形占空比，调节范围由RP总阻值大小决定。
R1、R2可以是固定电阻，这里设置为电位器的目的是为了扩大输出频率，调节R1、可以增加高电平的占空比，此法是用在要求频率不变调节RP占空比还达不到要求时用到，增加R1阻值x达到要求的高电平的占空比，然后减小R1阻值x这样就保持了频率不变，通俗地讲就是在一个周期内减少低电平持续时间去增加高电平持续时间。
但实际电路中很难调准，不推荐使用。
实际电路调试实物参数：R1:电位器253 （调节输出频率，RP、R2一定，阻值越大高电平持续时间越长）RP:电位器103 （在频率一定情况下，可调节输出波形的占空比。
）R2:电位器253 （调节输出频率，RP、R2一定，阻值越大低电平持续时间越长）C1:104 （充放电为555提供触发）C2:103 （提高内部基准电压的稳定性）D1:RF107 （为电容C1放电提供单向电流，该型号管响应速度较其他管快）D2:RF107 （为电容C1充电提供单向电流，）电路调试：f max =1.7K Hzf min =280 Hz占空比：q=T高/T低=6/12 （f=280Hz时，调节RP时频率在3Hz以内波动，这是因为二极管D1、D2产生管压降造成的）。
定时器构成的占空比可调的方波发生器实验报告
定时器构成的占空比可调的方波发生器实验报告实验目的：1.理解定时器在电子电路中的作用及原理；2.学会使用定时器构成占空比可调的方波发生器；3.掌握调节占空比的方法和技巧；4.通过实验验证定时器构成的方波发生器的实际性能。
实验器材：1.集成定时器IC（比如NE555或CD4011等）；2.陶瓷电容；3.电阻；4.二极管；5.频率计；6.示波器；7.万用表；8.电源供电器；9.连接线等。
实验原理：定时器是一种特殊的集成电路，可以实现各类定时和脉冲调制功能。
定时器通常由电阻、电容和比较器组成，根据输入的控制信号及内部连接方式形成多种功能的输出。
占空比可以用来描述方波的高电平和低电平之间的时间比例关系。
占空比可通过改变定时器的输入电流、电压、电阻和电容等参数来实现。
实验步骤：1.接线部分：根据电路图连接电路。
2.搭建电路：根据电路原理图，将定时器IC、陶瓷电容、电阻、二极管等元件按正确的极性和参数连接在一起。
3.调节电容和电阻：根据需要调整电容的值和电阻的值，以改变方波的频率和占空比。
4.接通电源：将电源连接到电路上，调节电源电压为正常工作电压。
5.测量频率：将频率计连接到方波输出端口，使用频率计测量方波的频率。
6.调节占空比：通过调节电容的值和电阻的值，控制方波的高电平和低电平时间，从而改变占空比。
7.测量输出电压：使用示波器测量方波的高电平和低电平的幅值，记录测量结果。
8.结果分析：根据测量结果，分析电路的性能，并与理论值进行对比。
实验结果及分析：通过实验测得的数据，我们可以绘制出频率和占空比的关系图。
在理论值的基础上，分析实际测量值与理论值之间的偏差。
可能出现的误差及原因有：1.元件参数的偏差：电阻和电容的参数可能存在一定的偏差，导致实际测量值与理论值不完全一致。
2.电源电压的稳定性：电源电压的稳定性对方波的频率和占空比有一定的影响。
3.仪器测量误差：使用的频率计和示波器等测量设备本身可能存在一定的误差。
占空比可调的方波发生器
目录一、课程设计目的 (2)二、课程设计正文 (2)2.1总体论述 (2)2.2方案选型 (2)2.2.1总体方案 (2)2.2.2各单元电路方案及集成电路 (2)2.3电路原理图 (4)2.4运行详细描述 (8)2.5制作调试过程 (9)2.6器件清单 (14)三、实验设计总结或结论 (15)四、参考文献 (15)一、课程设计目的1、掌握电子系统的一般设计方法。
2、理解占空比可调的方波发生器的设计原理，掌握占空比的设计原理和计算。
3、提高综合应用所学只是来指导实践的能力。
二、课程设计正文2.1总体论述2.1.1设计任务1、根据技术要求和现有开发环境，分析课设题目；2、设计系统实现方案；3、设计绘制电路原理图并选择元器件；4、焊接电路、调试；5、记录结果、修改并完善设计；6、编写课程设计报告。
2.1.2、技术要求（1）设计要求：设计一方波产生电路。
输出要求：占空比可调；输出方波电压值：8v<|V0|<15v;振荡周期：2ms<T<10ms。
（2）设计方法：使用集成运算放大器555定时器、稳压二极管、二极管、电阻等器件。
2.2方案选型2.2.1总体方案图（1）总体方案2.2.2各单元电路方案及集成电路图（2）555定时器内部结构图（3）555定时器的输出波形接通V CC后瞬间，V CC通过R 对C充电，当u c上升到2V CC/3时，将触发器置0，u o＝0，放电管T导通，C通过T放电，电路进入稳态。
u I到来时，因为u I＜V CC/3，使u O又由0变为1，电路进入暂稳态。
放电管T截止，V CC经R对C充电。
直到u C上升到2V CC/3时，u O＝0，T导通，C放电，电路恢复到稳定综合上述分析，可得555定时器功能表如表（1）：输入输出阈值输入(V11) 触发输入(V12) 复位(Rd) 输出(Vo) 放电管T X X 0 0 导通<2/3Vcc <1/3Vcc 1 1 截止>2/3Vcc >1/3Vcc 1 0 导通<2/3Vcc >1/3Vcc 1 不变不变表（1）2.3电路原理图图（3）555定时器实现占空比可调的方波发生器电路图（4）555定时器占空比可调的方波电路实物图方案二图（5）总体方案（2）本方案采用电压比较器作为基础元件构成电路，完成占空比可调的方波函数发生器电路。
占空比可调的方波振荡电路工作原理及案例分析
占空比可调的方波振荡电路工作原理及案例分析参考电路图5.12所示，测试电路，计算波形出差频率。
电容图5.12 方波发生电路(multisim)通过上述电路调试，发现为方波发生器。
一、电路组成如图5.13，运算放大器按照滞回比较器电路进行链接，其输出只有两种可能的状态：高电平或低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动的产生相互变换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间，间隔交替变化，即产生周期性的变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。
电路组成：如图所示为矩形波发生电路，它由反相输入的滞回比较器和RC 电路组成。
RC 回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC 充、放电实现输出状态的自动转换。
电压传输特性如图6.8所示：U 0U NU PU z U c R 3R 2R 1R图5.13方波发生电路二、工作原理从图5.13可知，设某一时刻输出电压U O =+U Z ，则同相输入端电位U P =+U T 。
U O 通过R 对电容C 正向充电。
反相输入端电位U N 随时间t 增长而逐渐升高，当t 趋近于无穷时，U N 趋于+U z ;当U N =+U T ，再稍增大，U O 就从+U Z 越变为-U Z ，与此同时U p 从+U T 越变为-U T 。
随后，U O 又通过R 对电容C 放电。
反相输入端电位U N 随时间t 增长而逐渐降低，当t 趋近于无穷时，U N 趋于-U Z ；当U N =-U T ，稍减小，U O 就从-U Z ，于此同时，U p 从-U T 跃变为+U T ,电容又开始正向充电。
上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。
三、波形分析及主要参数由于矩形波发生电路中电容正向充电与反向充电的时间常数均等于R3C,而且充电的总幅值也相等因而在一个周期内U O =+U Z 的时间与U O =-U Z 的时间相等，U O 对称的方波，所以也称该电路为对称方波发生电路。
实验2—占空比可调的PWM信号发生器
实验2—占空比可调的PWM信号发生器第一篇：实验2—占空比可调的PWM信号发生器实验2占空比可调的PWM信号发生器一、实验任务基本部分：（1）用51单片机设计一个周期固定且占空比可调的PWM信号发生器。
（2）参数要求：a、信号周期为20ms，占空比范围1%-100%可调；b、用两个按键分别调整增量或减量；增量级别分为±1%和±5%两档可调，且要求可用按键选择；c、要求用两位LED数码管实时显示当前的占空比；d、51单片机晶振频率为12MHz。
扩展部分：（1）在基本部分设计的电路中，为输出的PWM信号增加光耦隔离输出电路；（2）为占空比调整过程增加超界声光报警电路；（3）可否改为脉宽固定而周期可改变的PWM信号发生器（简略说明，不要求设计编程）。
二、实验要求1、在PROTEUS中画出硬件设计图（AT89C51、12MHz晶振震荡电路、复位电路、按键调整电路、LED数码管显示电路、扩展部分电路）。
2、按任务要求用汇编或C编写程序并编译通过。
3、在PROTEUS下仿真通过。
三、报告要求1、任务分析、实现方案和程序流程图；2、硬件电路图；3、全部程序清单；4、打印出实验报告。
第二篇：信号发生器设计（推荐）模拟课程设计题信号发生器设计设计一个能够输出正弦波、三角波和矩形波的信号源电路，电路形式自行选择。
输出信号的频率可通过开关进行设定，具体要求如下：（１）输出信号的频率范围为100~800Hz，步进为100Hz。
（60分）（２）要求输出信号无明显失真，特别是正弦波信号。
（30分）评分标准：（１）范围满足设计要求得满分，否则酌情扣分。
（２）输出信号无明显失真可满分，有明显失真酌情扣分。
发挥部分（附加10分）：进一步扩大输出信号范围和减小步进频率。
第三篇：VHDL实验四函数信号发生器设计.VHDL实验四:函数信号发生器设计设计要求:设计一个函数信号发生器,能产生方波,三角波,正弦波,阶梯波。
lm358方波发生器调占空比计算
lm358方波发生器调占空比计算
LM358是一种双通道操作放大器，可以用于构建方波发生器，并且可以通过控制输入信号的幅度来实现调节方波的占空比。
假设我们使用一个电路将 LM358 构成方波发生器，其中正反馈电阻为 R2，负反馈电阻为 R1，电容 C 用于产生延迟，输入信号的幅度为 Vp，那么该电路产生的方波频率可以表示为：
f = 1 / (2.197 * R1 * C)
占空比D的表达式为：
D = (R1+R2)/R2
因此，当我们需要调节方波的占空比时，可以通过改变 R1 和 R2 的值来实现。
例如，当 R1=R2 时，方波的占空比为50%；当 R2 的值增大时，占空比会变小，反之占空比会变大。
可以使用占空比计算公式进行计算。
占空比可调方波发生器
电路设计与仿真12
实验目的：
1.熟悉555定时器的基本工作原理及其功能。
2. 掌握用555定时器构成单稳态触发器、方波发生器、锯齿波发生器等。
实验原理：
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
555定时器成本低，性能可靠，只需简单连接，即可实现多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器等
脉冲产生及变换电路。
其内部电路结构图如图所示。
RST 置零输入端
THR 阈值端
TRI 触发端
CON 电压控制端
DIS 放电端
实验内容：
1单稳态电路如图所示，设置信号发生器的输出信号频率为100赫兹，幅度为5伏，方波；记录输出结果并进行理论分析。
输出波形如下：
由555的内部结构可以知道，当TR输入为低电平时，Vo输出高电平，当TR为回到高电平时，Vo输出低电平，由此原理产生方波。
实验电路产生的波形如上，由图可知，当输入信号为低电平时，输出信号变为高电平，输入信号回到高电平时，输出信号回到低电平，实验结果与555工作原理应该得到的结果一致。
2 试利用555定时器接成方波发生器.
产生的波形如图：
3 利用555定时器设计占空比可调的方波发生器。
调节滑动变阻器，改变放电端接入的电阻大小，可改变放电时间，故能实现占空比可调的方波发生器。
占空比可调的矩形波发生电路
占空比可调的矩形波发生电路实验二占空比可调的矩形波发生器实验一、实验目的1.掌握lm741芯片的使用方法；2.了解占空比可调的矩形波发生器的设计方法。
二、实验原理1.lm741介绍LM741系列是通用型运算放大器.其目的是为广泛的模拟应用.高增益和宽工作电压范围在积分器,求和放大器,和一般反馈应用提供卓越的性能。
其特点有：短路保护，出色的温度稳定性，内部频率补偿，高输入电压范围，空偏移。
图1 .LM741应用电路图图2.放大器輸出入腳位圖LM741,LM741C芯片引脚和工作说明1和5为偏置(调零端)，2为正向输入端，3为反向输入端，4接地，6为输出，7接电源，8空脚1输出端A 2反向输入端A 3正向输入端A 4接地 5正向输入端B 6反向输入端B 7输出端B 8电源+741运算放大器使用时需于7、4脚位供应一对同等大小的正负电源电压＋Vdc与－Vdc，一旦于2、3脚位即两输入端间有电压差存在，压差即会被放大于输出端，唯Op放大器具有一特色，其输出电压值决不会大于正电源电压＋Vdc或小于负电源电压－Vdc，输入电压差经放大后若大于外接电源电压＋Vdc至－Vdc之范围，其值会等于＋Vdc或－Vdc，故一般运算放大器输出电压均具有如图3之特性曲线，输出电压于到达＋Vdc和－Vdc后会呈现饱和现象。
图3. 放大器输出入电压关系图741运算放大器之基本动作如图4所示，若在非反相输入端输入电压，会于输出端得到被放大的同极性输出；若以相同电压信号在反相输入端输入，则会在输出端获得放大相同倍率后但呈逆极性之信号输出。
而当对放大器两输入端同时输入电压时，则是以非反相输入端电压值(V1)减去反相输入端电压值(V2)，可于输出端得到(V1－V2)经过倍率放大后之输出。
图4 放大器基本输出入关系图三实验内容及实验步骤1.利用lm741芯片，设计一个占空比可调的矩形波发生器电路；2．要求画出具体的电路图，能使产生的方波占空比可调，即高电平持续时间与低电平持续时间的比值可调，占空比大约10％～95％；3．（图5仅作参考）利用半导体二极管的单向导电特性，把电容C充电和放电回路隔离开来，再加上一个电位器，便可构成占空比可调的多谐振荡器，如图5所示。
占空比可调方波,三角波的产生,电压电流转换电路
主讲人：侯长波
2013年7月
信号的调理
信号调理定义：将待测信号通过放大、隔离、滤波等操作转换成 采集设备能够识别的标准信号。典型的数据采集系统一般都需要 信号调理硬件，用于将原始信号以及传感器的输出接口到数据采 集板上，可极大地改善数据采集系统的性能。
信号的放大 ➢ 电压放大（低噪放大、宽带放大、精密放大，仪表放大器） ➢ 功率放大（A类、B类、AB类、C类、D类） 信号的滤波 ➢ 无源滤波器 ✓ RC滤波（负载影响滤波特性） ✓ LC滤波（高频应用） ➢ 有源滤波器（研究重点，低通、带通、全通（移相器））
主讲人：侯长波
2013年7月
AD9850电路（并行连接）
主讲人：侯长波
2013年7月
AD9850电路（串行连接）
主讲人：侯长波
2013年7月
数字方式
PWM信号
法国数学家傅里叶发现，任何周期函数都可以用正弦函 数和余弦函数构成的无穷级数来表示（选择正弦函数与 余弦函数作为基函数是因为它们是正交的），后世称为 傅里叶级数。
主讲人：侯长波
2013年7月
运放构成的矩形波发生器
主讲人：侯长波
2013年7月
占空比可调的矩形波发生器
主讲人：侯长波
2013年7月
直接数字频率合成器
基础选型：AD9850、AD9851 增强选型：AD9852、AD9854 低功耗选型：AD9951
网址：/en/digital-to-analogconverters/direct-digital-synthesis-dds/products/index.html
问题）
交流直流变换 ➢ 直流变交流：压控振荡器，VCO ➢ 交流变直流：检波电路 变频（SA602）、倍频（谐波法、PLL）、分频（计数器） 调制与解调（高频内容）
555芯片设计占空比可调的方波信号发生器
占空比可调的方波信号发生器三、实验原理：1、555电路的工作原理（1）555芯片引脚介绍图1 555电路芯片结构和引脚图555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路，该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容原件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。
因而广泛用于信号的产生、变换、控制和检测。
1脚：外接电源负极或接地（GND）。
2脚：TR触发输入。
3脚：输出端（OUT或Vo）。
4脚：RD复位端，移步清零且低电平有效，当接低电平时，不管TR、TH输入什么，电路总是输出“0”。
要想使电路正常工作，则4脚应与电源相连。
5脚：控制电压端CO(或VC)。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF 电容接地，以防引入干扰。
6脚：TH 高触发端（阈值输入）。
7脚：放电端。
8脚：外接电源VCC （VDD ）。
（2）555功能介绍555定时器的功能主要是由两个比较器C1和C2的工作状况决定的。
由图1可知，当V6>VA 、V2>VB 时，比较器C1的输出VC1=0、比较器C2的输出VC2=1，基本RS 触发器被置0，TD 导通，同时VO 为低电平。
当V6<VA 、V2>VB 时，VC1=1、VC2=1，触发器的状态保持不变，因而TD 和输出的状态也维持不变。
当V6<VA 、V2<VB 时，VC1=1、VC2=0，故触发器被置1，VO 为高电平，同时TD 截止。
这样我们就得到了表1 555定时器的功能表。
2、占空比可调的方波信号发生器（1）占空比可调的方波信号发生器电路图放电管状态T D表1 555定时器的功能表输 入 <V A 阈值输入V 6 输 出触发输入V 2输出V O复位D R× 不变截止 导通 0 0 0 1 1 1 1× >V A <V A<V B >V B >V B不变导通图2 利用555定时器设计方波电路原理图（2）占空比可调的方波信号发生器分析如图2所示，电路只要一加上电压VDD ，振荡器便起振。
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沈阳工程学院课程设计设计题目：占空比可调的方波变换电路系别自控控制工程系班级测控本082学生姓名张国辉学号********** 指导教师黄硕/张玉梅职称讲师/讲师起止日期：2010年5月24日起——至2010年5月28日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：占空比可调的方波变换电路系别自动控制工程系班级测控本082学生姓名张国辉学号2008310225指导教师黄硕/张玉梅职称讲师/讲师课程设计进行地点：实训F203任务下达时间：2010 年 5 月12 日起止日期：2010年5月24日起——至2010年5月28日止教研室主任秦宏2010年5 月5 日批准占空比可调的方波变换电路1 设计主要内容及要求1.1 设计目的：（1）掌握比较器、PWM（占空比调制）电路的构成、原理与设计方法；（2）熟悉模拟元件的选择、使用方法。
1.2 基本要求（1）含有输入隔离级；（2）输入方波信号，幅度3V，频率1kHz；（3）占空比可线性调整；（4）输出调制占空比的方波频率要求频率1kHz。
1.3 发挥部分自主方波产生电路；（2）其他。
2 设计过程及论文的基本要求：2.1 设计过程的基本要求（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选2个方向：（2）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图、实际接线图各一份；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一存盘上交。
2.2 课程设计论文的基本要求（1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图需打印。
项目齐全、不许涂改，不少于3000字。
图纸为A3，附录中的大图可以手绘，所有插图不允许复印。
（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图与实际接线图）。
3 时间进度安排2010.5.28沈阳工程学院模拟电子技术课程设计成绩评定表系（部）：自动控制工程系班级：测控本082 学生姓名：张国辉中文摘要脉宽调制(PWM:(Pulse Width Modulation)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
方法。
简而言之，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的[1]通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。
让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。
对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点，而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因。
从模拟信号转向PWM可以极大地延长通信距离。
在接收端，通过适当的RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。
我设计的电路主要包括、积分电路、隔离级、比较器。
采用由上至下的方式，分别设计每个模块，都调试成功后再将各个模块组合到一起。
首先是自主产生方波，然后通过积分电路将方波变换成三角波；最后再将三角波与输入波形通过比较器比较产生方波。
比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到方波的变换电路主要由比较器来完成。
通过改变输入电压的方式改变输入波形，而输入电压可以采用滑动变阻器分压来实现，使用方便关键词方波，积分电路，占空比，比较器目录课程设计任务书.......................................................................................................................... ..I 课程设计成绩评定表 (Ⅲ)中文摘要 (Ⅳ)1设计任务描述 (1)1.1设计题目占空比可调的方波控制电路 (1)1.2设计要求 (1)1.2.1设计目的 (1)1.2.2 基本要求 (1)1.2.3发挥部分 (1)2 设计思路 (2)3 设计方框图 (3)4.各部分电路设计及参数计算 (4)4.1 积分电路 (4)4.1.1 选择电路形式 (4)4.1.2 确定时间常数τ=RC (5)4.1.3 选择电路元件 (5)4.1.4 积分电路图 (6)4.2 电压比较器 (6)4.3 隔离级 (7)5工作过程分析 (8)6元器件清单 (11)7主要元器件介绍 (12)7.1 集成运放LM324AD (12)7.1.1 LM324AD简介 (12)7.1.2原理图、引脚图 (12)7.1.3 数据单 (13)7.2 集成运放 LM324AD (13)7.2.1 LM393AD简介 (13)7.2.2 引脚图、内部结构图 (14)7.2.3数据单 (15)7.3 电阻电容材料的选择 (16)7.3.1 电阻材料的选择 (16)7.3.2 电容材料的选择 (16)小结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)A1逻辑电路图 (20)A2实际接线图 (21)1 设计任务描述1.1设计题目占空比可调的方波控制电1.2设计要求1.2.1 设计目的：(1)掌握比较器、PWM（占空比调制）电路的构成、原理与设计方法；(2)熟悉模拟元件的选择、使用方法。
1.2.2 基本要求：(1)含有输入隔离级；(2)输入方波信号，幅度3V，频率1kHz；(3)占空比可线性调整；(4)输出调制占空比的方波频率要求频率1kHz。
1.2.3发挥部分：(1)自主方波产生电路；(2)其他。
2 设计思路根据设计要求，首先想到应将输入的方波信号先转换为三角波，再将三角波作为输入信号输入电压比较器。
对本课设要求我采用由上而下的设计思路，将电路拆成三个模块，分别是：积分电路、隔离级、电压比较器积分电路：由功率放大器和电容及电阻组成，输入信号由功率放大器的反相端输入，为补偿偏置电流所产生的失调，在同相端与地之间接一电阻；为了防止积分漂移所造成的饱和或截止现象，在积分电容的两端并联一个[2]电阻隔离级：起隔离缓冲的作用，若直接连接作用信号会衰减，而加跟随器隔离后，信号能不衰减的传输到负载，其原理是跟随器的输入阻抗特别大，而输出阻抗特别小。
隔离级为简单的电压跟随器，应考虑运放器的市场价格，减小成本比较器：当电压比较器的参考信号大于给定三角波信号时输出最大值VCC；反之，若参考信号的大小小于三角波信号，则输出最小值VEE,所以经比较器输出的便是方波。
因为题目要求输出的方波占空比可调，故我采用改变电压比较器参考信号的方法，为了改变参考信号，可在输入信号前加一个滑动变阻器来分压，通过滑动变阻器，就可以改变参考信号的大小，进而很方便的调节输出方波的占空比。
3 设计方框图正弦波信号参考电压积分电路隔离级电压比较器4.各部分电路设计及参数计算4.1 积分电路4.1.1 选择电路形式开始时以为积分是个很容易的环节，只需要一个电阻一个电容在加上一个集成运放便可以，便设计了一个简单的电路如右图4-1图4-1 但是经过multisim仿真却得不到想要的结果，multisim仿真图只是一条直线，而不是方波，multisim输出如右图4-2图4-2 所以这个电路图只在理论上成立，试验中根本无法实现，经过查阅资料这是积分漂移所造成的现象，为了解决这个问题，对电容并联一个积分漂流泄露电阻，防止积分漂移造成的饱和或截止。
原理图如右图4-3图4-34.1.2 确定时间常数 τ=RCτ的大小决定了积分速度的快慢。
由于运算放大器的最大输出电压 Uomax 为有限值（通常Uomax=±10V 左右），因此，若τ的值太小， 则还未达到预定的积分时间t 之前，运放已经饱和，输出电压波 形会严重失真。
所以τ的值必须满足： τtomaxE U ≥-（E 为阶跃信号的幅值） 另外，选择τ值时，还应考虑信号频率的高低，对于正选波 信号sin i in u U wt =，积分电路的输出电压为：0sin cos in in U u U tdt tωωττω1=-=⎰ 由于cos t ω的最大值为1。
所以要求：max ino U U τω≤ 即 max ino U U ωτ≥因此，当输入信号为正弦波时，τ的值不仅受运算放大器最大输出 电压的限制，而且与输入信号的频率有关，对于一定幅度的正弦信 号，频率τ的值应该越大[3]越大4.1.3 选择电路元件1） 当时间常数τ=RC 确定后，就可以选择R 和C 的值，由于反相积分电路的输入电阻i R R =,因此希望R 的值大一些。
在R 的值满足输入 电阻的条件下，一般选择较大的C 值，而且C 的值不能大于1f υ。
我设计的电路经不断的调整最后选择R=10K Ω,C=220nF2） 确定P RP R 为静态平衡电阻，用来补偿偏置电流所产生的失调，一般取P R R = 3） 确定f R在实际电路中，通常在积分电容的两端并联一个电阻，是积分漂流泄露电阻，用来防止积分漂移所造成的饱和或截止现象,选择大小为10K Ω4） 集成运放我选择LM324AD ，因为LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，其性能完全符合本段电路的要求。
VCC 10V R 110kΩU1A LM393AD 328140VCC4.1.4 积分电路图最后的积分电路图如图4-4图4-44.2 电压比较器由运放LM393构成的比较电路如图4-5 所示。
此电路为同相比较器，即当输入信号的值2端电压大于3端参考电压的值时，运放输出电压接近于正电源电压+VCC ,当2端电压小于3端参考电压时，运放的输出接近于负电压-VCC 。
集成运放器参考材料[1]选择LM393AD图4-5电压比较器4.3 隔离级选用电压跟随器作为隔离级【4】。
将输入信号与比较器进行隔离如图4-6图4-65工作过程分析首先，在运放LM324AD 的反相端接输入信号，输入信号设置如图5-1，图5-1 输入的方波经计算可得经过积分电路后LM324AD 的输出电压为：011i u u dt R C =-⎰仿真波形下图5-2图5-2 积分环节仿真结果将此三角波作为电压比较器LM393AD的输入信号输入同相端，而在LM393AD的反相端接参考电压U，由于LM393AD的同相端和反相端之间能承受的电压很小，故在反REF相端并联一个起分压作用的滑动变阻器，该滑动变阻器同时起调节输出方波占空比的作用。
当输入信号大于反相端电压时，LM393AD输出的为高电平V,当输入信号小于反相CC端时LM393AD的输出为低电平0V，仿真波形如图5-3（图中上面的波为输出的占空比可调方波，下面的为输入波形），此时滑动变阻器调至10%。