方波产生和波形变换电路要点
方波的产生及波形变换
常熟理工学院电气与自动化工程学院课程设计说明书课程名称：电子技术课程设计设计题目：方波的产生及波形变换班级：姓名：学号：指导老师：设计时间：2014年1月12日电气与自动化工程学院课程设计评分表课程设计题目：方波的产生及波形变换班级：学号：姓名：指导老师：2014 年 1 月日目录课程设计任务书。
4 第一章信号发生器的总体设计。
.。
5 1.1设计思路。
5 第二章波形电路。
6 2.1方波发生电路的工作原理。
6 2.2三角波波发生电路的工作原理，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，8 2.3正弦波波发生电路的工作原理，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，8 2.4波形产生总体结构图，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，9 第三章仿真.。
11 3.1仿真图，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，11 3.2仿真结果分析，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，12 第四章收获和体会。
15 第五章参考文献.。
16电子技术课程设计任务书课题名称方波产生和波形变换电路一、设计目的1.了解集成运放电路的组成和使用；2.了解集成运放几种典型应用电路的工作原理；3.掌握利用运算放大器设计方波产生电路、波形变换电路和调试的方法。
二、设计内容与要求1.利用多个运算放大器设计一个方波产生和波形变换电路；2.对产生的方波信号的幅度和频率不做统一规定，请自行设计，产生的方波信号经积分电路得到三角波，再对三角波进行有源低通滤波，最终得到正弦波；3.电路工作电源为±12V；4.画出电路图，写出完整的报告；5.用面包板搭出电路，并调试之。
三、总体方案参考四、设计报告内容要求1.写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。
2.画出框图中的各部分电路，只允许采用运放芯片实现方波产生、波形变换和低通滤波。
波形的产生与变换电路教学课件
通过综合运用不同的波形产生电路和变换电路，实现特定应用需求的电路设计。
结语
波形电路在电子技术和通信领域中具有重要的应用前景。学习和掌握波形电 路对于深入理解电子技术的原理和应用具有重要价值。
我们鼓励学生在学习波形电路的基础上进行深入研究和探索，为未来的电子 技术发展做出贡献。
方波产生电路
通过使用非线性元件将正弦波信号转为方波信号。
三角波产生电路
锯齿波பைடு நூலகம்生电路
通过将方波信号经过积分电路变换为三角波信号。 通过使用充电和放电过程产生连续的锯齿波信号。
波形变换电路
1
基本波形的变换电路
通过不同的电路元件和组合，将基本波形进行变换，如幅度调整、频率调整等。
2
信号的放大与缩小
使用放大器电路或衰减器电路来调整波形的幅度。
波形的产生与变换电路教 学课件PPT
这是一份关于波形的产生与变换电路的教学课件PPT。通过本课件，您将学 到波形的定义、产生方式以及常见的波形产生电路和变换电路。
波形的定义和产生方式
• 什么是波形 • 波形的分类和特点 • 如何产生波形
常见的波形产生电路
正弦波产生电路
通过使用振荡器电路产生连续的正弦波信号。
3
信号的移相和反相
通过移位电路或反相电路来实现波形的相位调整。
4
信号的滤波和衰减
使用滤波电路来滤除波形中的杂散波，或使用衰减电路来降低波形的幅度。
应用实例解析
音频滤波器电路
通过滤波电路可以实现音频信号的频率调整和杂散波的滤除，提供更好的音质。
交流电视调制电路
交流电视信号需要进行调制和变换才能在电视屏幕上显示出图像和声音。
模电-波形产生与变换 PPT
起振并能稳定振荡的条件:
Uo B时，AF 1 Uo B时，AF 1 Uo B时，AF 1
四、正弦波振荡器的
+
Ao
分析方法
+
1、组成
F
基本环节——放大电路、正反馈网络和选频网络。
97 Hz
2、若电路Q正常但不能振荡,原因？如何调整？ Af太小！Rf调大。
3、输出波形严重失真,原因？如何调整？ Af太大！Rf调小。
DZ1
DZ2
三、双T正弦波振荡电路
RR 2C
1、组成 2、相位平衡条件
C
C
R/2
振荡频率
f0
1
2RC
_ +
+
uo
3、幅度起振条件
R2
4、稳幅环节
R1
适用于固定频率场合,选频特性好。
(1)若电感的中间抽头交流接地,则首端与尾 端的信号电压相位相反。
(2)若电感的首端或尾端交流接地,则电感其 它两个端点的信号电压相位相同。
对电容三点式电路也是同样的。
估计
不能
不能
估计
6、1、4 石英晶体振荡电路
1、 频率稳定问题
f
频率稳定度一般由 f0 衡量
f ——频率偏移量 f0 ——振荡频率
(2)当Q>>1时,谐振频率
f0
2
1 LC
幅频特性
(3) Q值越大,选频特性越好。 相频特性越陡,谐振时的阻抗
Z0也越大。
•
I
•
Ui
C
相频特性
方波电路的工作原理
方波电路的工作原理
方波电路是一种能够产生方波信号的电路。
它由一个可变的电压源和一个开关组成。
当开关打开时，电流经过电压源，形成一个高电平；当开关关闭时，电流不再经过电压源，形成一个低电平。
具体来说，方波电路中的可变电压源可以是一个周期性变化的电压波形，例如正弦波或三角波。
通过控制开关的状态，可以切换可变电压源与电路之间的连接与断开。
当开关处于打开状态时，电路处于高电平状态。
此时，电流会经过电压源，使得输出电压处于高电平状态。
当开关关闭时，电路处于低电平状态。
此时，电流不再经过电压源，输出电压会降低到低电平状态。
通过不断地切换开关的状态，方波电路可以周期性地产生高电平和低电平，形成一个方波信号。
方波信号的周期等于开关切换的时间，高电平和低电平的持续时间取决于开关状态的持续时间。
总体而言，方波电路通过控制开关的状态来实现高电平和低电平之间的切换，从而产生方波信号。
这种电路可以应用在许多领域，如数字电路中的时钟信号生成、通信领域的调制解调等。
波形的产生和变换电路PPT学习课件
F
1
3 j( RC
1
)
RC
令f 0
1 ，则F 2π RC
3 j(
1 f
Байду номын сангаас
f0 )
f0 f
当 f=f0时，不但φ=0，且 最大，F为 1/3。
2. 电路组成
不符合相位条件
不符合幅值条件
输入电阻小、输出电阻大，影 响f0
1)是否可用共射放大电路？ 2)是否可用共集放大电路？ 3)是否可用共基放大电路？ 4)是否可用两级共射放大电路？
f0 2
1 6 RC
Av 29
《例》由场效应管和三极管组成的RC桥式振荡电路如图所示，试分析：1.试判断该 电路是否满足振荡相位平衡条件？
2.为使电路起振，电阻Rf和Re1之间的取何值关系？
3.试求电路的振荡频率。
《解》
-
+
用瞬时极性法判断，该电路满足 自激振荡相位平衡条件。
++
为使电路起振，要求Af≥3，则 Rf>2Re1
讨论：为使电路有可能产生正弦波振荡，下电路应如何改正？
C
C R
同名端对吗？ 放大电路能放大吗？各电容的 作用？
讨论:
试说明如下三个电路的类型，为使电路能产生振荡，应采取和措施？
同铭端？
U i
“判振”时的注意事项：
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。
满足相位平衡条件可以产生自激 振荡
满足相位平衡条件可以产生自激 振荡
三点式振荡器振荡频率的计算：
波形产生电路与变换电路
F
可分解为： A F 1
称为振幅平衡条件。 （n = 0 , 1, 2, …)
A F 2n
称为相位平衡条件。
第八章 波形产生电路与变换电路
说明：对相位平衡条件：
A F (o i ) (F o ) F i
FU 即有： Z U Z U Z [F 1]e
1 F 2R 2 T 2T1 2 ln 2RC ln(1 ) 1 F R3
第八章 波形产生电路与变换电路
1 F 2R 2 T 2T1 2 ln 2RC ln(1 ) 1 F R3 1 1 则： f T 2R 2 2RC ln(1 ) R3
即：反馈电压与原输入电压的相位差，也就是信号通过基本放 大器、反馈网络的总相移。所以相位平衡条件就是反馈电压和原输 入电压要同相位，即为正反馈。判断的方法就是瞬时极性法。只有 这两个条件同时满足时，电路才能维持自激振荡。振幅平衡条件可 以通过对电路参数的调节容易满足，所以相位平衡条件是电路能否 产生振荡的关键。 3、自激振荡的建立和起振条件： （1）自激振荡的建立：实际上，振荡器在开始起振时不需要信 号源，靠电路中电路接通时的电扰动，这种电扰动中存在着丰富的 成份，包含频率为fo 正弦信号。 （2）选频网络：为了使频率为fo 正弦信号放大—反馈—再放 大——输出，振荡器中还必须有一个选频网络。
图 8 - 12ICL8038管脚图(顶视图)
第八章 波形产生电路与变换电路
§8.3 正弦波产生电路
一、正弦波振荡器的基本原理
1、自激振荡的基本原理及框图：
如下图：输入信号通过基本放大器得 到输出信号，引入负反馈，调节电路参 数，使之反馈信号等于原输入信号，这 样反馈信号就能代替原输入信号，我们 把这样一个没有输入就有输出的闭环系 统称为自激振荡器。
08.波形产生电路与变换电路报告
返回＞＞第八章 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。
τtC C C C e u u u t u -+∞-+∞=)]()0([)()(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 CC τ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ZC TH U R R R U t u U 3221)(++===⊕放电ZC TH U R R R U t u U 3222)(+-===⊕3. 振荡周期的计算τtC C C C e u u u t u -+∞-+∞=)]()0([)()(τ1)]()0([)()(1T C C C C eu u u T u -+∞-+∞=τ1)]()0([)()(1T C C C C eu u u T u -+∞-=∞-)()0()()(11∞-∞-=+-C C C C T u u u T u eτ，)0()()()(ln 11+-∞-∞=-C C C Cu u T u u T τ)()()0()(ln11T u u u u T C C C C -∞-∞=+放τ其中：RC =放τ，z C U u -=∞)(z C U R R R u 322)0(+=+，zC U R R R T u 3221)(+-=代入上式得：)21ln(ln 323223221R R RC U R R R U U R R R U RC T zz zz +=++-+--=同理求得：)21ln(322R R RC T +=则周期为：)21ln(23221R R RC T T T +=+=从前面我们可知，矩形波的占空比为T T D 2=占空比可调电路如图所示：可求出占空比：)21ln()(32'11R R C r R R R T d W W ++-+= )21ln()(32'22R R C r R R T d W +++=)21ln()2(322121R RC R r r R T T T d d W ++++=+=占空比：R r r R R r R T T D d d W d W 2211'2+++++==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。
模拟电子技术基础第6章波形的产生与变换电路
同相比例 放大电路
RC选频网络， 兼正反馈网络
11
Z1、Z2、 R3 与R4形 成四个桥臂
1）RC串并联网络的选频特性
Z1 R1 (1 / jC1 )
Z2 R2 //(1 / jC2）
F
U f U i
Z2 Z1 Z2
1
R2
jR2C2
1
1
R1 R2
C2 C1
22
三极管的负载并 作选频网络
2）起振条件和振荡频率
相位起振条件： 在谐振频率fo 处满足 相位平衡条件。 振荡频率约为谐振频率
1
fo 2 LC
幅度起振条件： 只要选择合适的变压
器匝数比，都能满足 幅度起振条件。
23
优点： 1）只要改变LC并联谐振电路的电容C，即可改变振荡 频率，故适于制作频率可调的振荡器。 2）选择适当的变压器匝比n或互感M，使电路容易起振 3）选择适当的变压器匝比，可适应不同负载的要求。
具体做法是：断开反馈信号至放大器的连接点，假设从该点引 人输入信号Vi，极性为+，根据放大器的相位关系来判断所得反 馈信号Vf的极性。如果Vf的极性为+，即为正反馈，满足相位平 衡条件，电路可以产生振荡；如果Vf的极性为-，即为负反馈， 不满足相位平衡条件，电路就不能产生振荡。
10
6.2 RC正弦波振荡电路
Zo
L RC
谐振时Z 为纯电阻性
Q oL 1 L
R RC
品质因数Q值越大，选频特性越 好，谐振时阻抗越大。
21
2、变压器反馈式振荡电路
1）组成
反馈线圈L2。将反馈 信号送入放大器输入 端。交换反馈线圈的 两个线头，可使反馈 极性反相。调整反馈 线圈的匝数可以改变 反馈信号的强度。
方波产生与变换电路
课程设计课程名称：电子技术课程设计设计题目：方波产生和波形变换电路班级：姓名：学号：指导老师：设计时间：2014. 1.12目录1. 实验目的 (1)2 .实验原理 (1)2.1总的电路图 (1)2.2自激振荡产生正弦波 (2)2.2.1电压比较器-自激振荡产生方波 (2)2.2.2电路分析图 (5)2.2.3仿真图及计算 (6)2.3方波产生三角波 (8)2.3.1电路图分析 (9)2.3.2仿真图及计算 (10)2.4三角波变为正弦波 (10)2.4.1低通滤波器 (11)2.4.2傅里叶级数 (12)2.4.3电路图及分析 (13)2.4.4仿真图 (14)3.总的电路图及仿真图 (15)4.课程设计中的体会 (16)5.参考文献 (17)一.实验目的1.学习方波、三角波发生器的设计方法。
2.学会用multisim10对设计的波形发生器进行仿真与分析二.实验原理2.1总的电路图2.2自激振荡产生方波：因为矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，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地相互转换，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。
矩形波发生电路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。
电压传输特性如图所示。
2.2.1电压比较器-自激振荡产生方波自激振荡原理：由反馈的一般表达式可知，负反馈放大电路的闭环放大倍数如下：A=1/(1+AF)f若上面的1+AF=0，则A=无穷，此时没有输入信号，放大电路仍将f有一定的输出信号，说明放大电路产生了自激振荡，因此负反馈放大电路产生自激振荡的条件是1+AF=0即AF=-1；产生自激振荡的条件是|AF|>=1自激振荡电路图如下：2.2.2电路图分析：对方波而言：波形幅值不变，它是由稳压管将电压限制在一定范围内，其幅值为稳压管的压降+0.7V 左右得到的。
正弦波与方波产生电路
方波的定义与特性
定义
方波是一种非正弦周期波形，其在一 个周期内有两个水平线段和两个垂直 线段。
特性
方波具有对称性和周期性，其幅度和 频率可以变化，但相位通常固定。
正弦波与方波的应用场景
正弦波应用场景
正弦波在交流电、音频信号处理、通信等领域广泛应用。例 如，家用电器和电子设备中的音频信号通常以正弦波形式传 输。
03
RC电路的振荡频率由电 阻和电容的值决定，其 公式为f=1/2πRC。
04
RC电路的正弦波输出可 以通过示波器或音频放 大器进行观察和测量。
LC振荡电路
01
02
03
04
LC振荡电路由电感器和电容 器组成，通过LC振荡电路也
可以产生正弦波。
当给LC振荡电路施加一个短 暂的电压时，它会以一定的频
率振荡并产生正弦波。
进与优化
提高频率稳定性
选用高性能的振荡
器
采用高品质的晶体振荡器或石英 晶体，能够提供稳定的频率输出， 减少温度、电源电压等外部因素 对频率稳定性的影响。
引入频率补偿电路
通过引入适当的频率补偿电路， 可以自动调整振荡器的频率，使 其保持稳定。
数字控制频率调整
采用数字控制技术，通过软件编 程实现频率的精确调整，提高频 率稳定性。
LC振荡电路的振荡频率由电感 器和电容器的大小决定，其公
式为f=1/2π√(LC)。
LC振荡电路的正弦波输出可 以通过示波器或音频放大器进
行观察和测量。
晶体振荡电路
晶体振荡电路由石英晶体和相关电子元件组成，通过晶体振荡电路可以产 生高精度、高稳定性的正弦波。
石英晶体具有高度的频率稳定性和可靠性，因此晶体振荡电路广泛应用于 各种电子设备和通信系统。
波形发生电路知识点总结
波形发生电路知识点总结1. 波形类型常见的波形类型有以下几种：正弦波：具有周期性和连续性的波形，是最基本的波形之一。
在交流电路中经常使用。
方波：由高电平和低电平组成的矩形波，具有快速上升和下降的特点。
适用于数字信号传输和逻辑电路输出。
三角波：呈现出线性上升和下降的波形，广泛应用于音频设备、振荡器等领域。
锯齿波：呈现出线性上升和垂直下降的波形，适用于音频合成、频率分割等领域。
2. 基本波形发生电路基本波形发生电路可以通过适当的组件连接和操作产生所需的波形信号。
其中常用的波形发生电路包括：正弦波发生电路：通过RC振荡电路或晶体管振荡电路可以实现正弦波发生。
振荡电路的频率和幅度可以通过调节电路元件来实现。
方波发生电路：使用运放、比较器、多谐振荡器等电路可以实现方波波形的发生。
三角波发生电路：利用多谐振荡器、反相积分电路等可以产生三角波波形。
锯齿波发生电路：通过简单的积分电路和反相放大电路可以实现锯齿波波形的发生。
3. 信号发生电路信号发生电路是指利用电子元器件产生特定频率和幅度的波形信号。
信号发生电路被广泛应用于音频、视频设备、通信系统中。
常见的信号发生电路包括：电压控制振荡器（VCO）、频率合成器、数字信号发生器等。
VCO是一种基于电压控制的振荡电路，可以通过改变输入电压来调节输出频率。
VCO广泛应用于频率调制解调、PLL锁相环等领域。
频率合成器是一种将基础的频率信号合成成其他频率信号的电路。
频率合成器可以通过相位锁定环（PLL）等原理实现。
数字信号发生器是一种通过数字信号处理技术产生特定波形信号的设备。
数字信号发生器可以产生各种波形，实现高精度的信号发生。
4. 波形发生电路中的限制条件波形发生电路在工作过程中需要满足一定的限制条件，以确保电路正常工作。
常见的限制条件包括：稳定性：波形发生电路需要保持稳定的工作状态，不受外部环境的影响。
频率范围：不同类型的波形发生电路有不同的工作频率范围，需要符合设计要求。
方波的产生及波形变换
常熟理工学院电气与自动化工程学院课程设计说明书课程名称：电子技术课程设计设计题目：方波的产生及波形变换班级：姓名：学号：指导老师：设计时间：2014年1月12日电气与自动化工程学院课程设计评分表课程设计题目：方波的产生及波形变换班级：学号：姓名：指导老师：2014 年 1 月日目录课程设计任务书。
4 第一章信号发生器的总体设计。
.。
5 1.1设计思路。
5 第二章波形电路。
6 2.1方波发生电路的工作原理。
6 2.2三角波波发生电路的工作原理，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，8 2.3正弦波波发生电路的工作原理，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，8 2.4波形产生总体结构图，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，9 第三章仿真.。
11 3.1仿真图，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，11 3.2仿真结果分析，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，12 第四章收获和体会。
15 第五章参考文献.。
16电子技术课程设计任务书课题名称方波产生和波形变换电路一、设计目的1.了解集成运放电路的组成和使用；2.了解集成运放几种典型应用电路的工作原理；3.掌握利用运算放大器设计方波产生电路、波形变换电路和调试的方法。
二、设计内容与要求1.利用多个运算放大器设计一个方波产生和波形变换电路；2.对产生的方波信号的幅度和频率不做统一规定，请自行设计，产生的方波信号经积分电路得到三角波，再对三角波进行有源低通滤波，最终得到正弦波；3.电路工作电源为±12V；4.画出电路图，写出完整的报告；5.用面包板搭出电路，并调试之。
三、总体方案参考四、设计报告内容要求1.写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。
2.画出框图中的各部分电路，只允许采用运放芯片实现方波产生、波形变换和低通滤波。
课件：方波产生电路
RC低通 积分环节
反相迟滞比较器
R
vC
–
C
A
+
R
vO
vF
R2
R1
3
9.8 非正弦信号产生电路
9.8.2 方波产生电路
2. 工作原分理析方法：断开环路某一点，加入测试信号。
突破点：比较器输出端只有两个暂态。设输出为某一暂
态，看是否能自动翻转为另一暂态，并能再回到原暂态。
先求比较器门限电压:
R3
0.047F
–
R1
A2
+
R2 2k
vO2
+ A1
vO1 vI 5.1k vP
15k
DZ
VZ
VZ=8V
R1 R2
1
9.8 非正弦信号产生电路
9.8.2 方波产生电路 9.8.3 锯齿波产生电路
概述1. 常见的非正弦波
正弦波
矩形波
比较
三角波
锯齿波
微分
积分
尖顶波
阶梯波
2. 产生电路的特点 —— 无输入、闭环 3. 波形的变换
ln(1
2 R2 R1
6
)
9.8.2 方波产生电路
vC
VZ
5. 占空比可变的矩形波产生电路FVZ
Rf 1
D1
0+
O
t
Rf 2
D2
–FVZ –VZ
vO
vC–
–
C
A
+
+RΒιβλιοθήκη vOR1DZ1
VZ
R2 DZ2
VZ
O
T2
T1
t
–VZ
波形产生及变换电路PPT课件
(a)
(b)
图7.13 例题7.1的电路图
15.11.2020
27
5、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7.14所示。
15.11.2020
(a)串联型 f0 =fs （b）并联型 fs <f0<fp
图7.14 石英晶体振荡电路
28
石英晶体的
阻抗频率特性曲
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
15.11.2020 数，应放置在R3的位置。见图11.03。
16
采用反并联二极管的稳幅电路如图7.4所示。
的的阻Q值抗很接高近，为可零达。到几千以上，所示电路可以
获得很高的振荡频率稳定性。
29
7.2 非正弦波发生电路
1、方波发生电路 2、三角波发生电路 3、锯齿波发生电路
15.11.2020
30
1、方波发生电路
方波发生电路是由滞回比较电路和RC定时电路 构成的，电路如图7.16所示。
(1)工作原理
电源刚接通时, 设
即
••
AF 1
15.11.2020
5
正弦波产生电路一般应包括以下几个基本组成部分: (1) 放大电路。 (2) 反馈网络。 (3) 选频网络。 (4) 稳幅电路。 判断一个电路是否为正弦波振荡器, 就看其组成是否 含有上述四个部分。
15.11.2020
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判断振荡的一般方法是:
(1) 是否满足相位条件, 即电路是否为正反馈, 只有满足 相位条件才有可能振荡。
方波工作原理
方波工作原理
方波是一种周期性变化的波形，其工作原理主要涉及两个方面：信号的产生和信号的变换。
首先，方波的产生与信号的源头有关。
一种常见的方波产生方式是利用比较器。
比较器是一种电子元件，具有比较两个输入信号大小的功能。
当输入信号的电压超过某个阈值时，比较器的输出会从低电平切换到高电平，反之，当输入信号的电压小于阈值时，输出会从高电平切换到低电平。
利用这个特性，我们可以将一个正弦波信号（或其他任何形状的波形）与一个参考电平进行比较，通过调整阈值和参考电平的大小，可以使比较器的输出产生一系列切换的脉冲，从而形成方波。
其次，方波的变换是通过调整方波的周期和占空比来实现的。
方波的周期是指波形从一个正向切换到下一个正向切换所经过的时间，而占空比则是指方波中高电平所占比例的值。
通过调整这两个参数，可以改变方波的频率和duty cycle（占空比）。
例如，减小周期可以增加方波的频率，增大占空比可以使方波的高电平变长。
在实际应用中，方波的周期和占空比往往需要根据具体的需求进行调整，以满足不同的工作要求。
总之，方波的工作原理基于比较器的切换特性和周期/占空比
的调整，通过这些操作可以生成周期性变化的方波信号。
方波在电子领域具有广泛的应用，例如在数字信号处理、通信系统和电源管理等方面都有重要的作用。
波形的产生与变换电路
8 . 2 RC正弦波振荡电路
一. RC 串并联网络的选频特性
R1C1 串联阻抗：
Z1 = R1 + (1/ jC1)
R2C2 并联阻抗：
Z2 = R2 //(1/ jC2 )
=
R2
1+ jR2C2
Xf
反馈网络 F
Xd=Xf
..
自激振荡的条件：A F = 1
因为：
. A =| A | j A
.
F =| F | j F
所以，自激振荡条件也可以写成：
FA=1
（1）振幅条件： | AF |= 1
（2）相位条件：
j A
+jF
=
2np
n是整数
二.起振条件和稳幅原理
起振条件：
| A F |1 （略大于）
满足振荡条件，电路不振荡。
例：分析下图的振荡电路能否产生振荡，若产生振 荡,石英晶体处于何种状态？
Vcc
Rb1
Rc
Cb
石英 晶体
R b2 R e
C1
C2
Ce
8.5 比较器
功能： 将一个模拟电压信号与一参考电压相比较，输
出一定的高低电平。
构成： 运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入
的关系uo=f(ui)是非线性函数。
j A + j A = 360
满足相位条件。
振荡频率:
f0
2p
1 LC
Rb2
Re
－
判断是否是满足
相位条件——相
+Vcc
位平衡法：
断开反馈到放大 Rb1 C 器的输入端点，假设
方波产生和波形变换电路要点
XXXXXXXX学院课程设计说明书课程名称：电力电子技术设计题目：方波产生和波形变换电路班级：XXXXXXXXXXXXXXX姓名：XXXX学号：XXXXXXXXXXX指导老师：XXXX设计时间：XXXXXXXXXXXXX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，而我们设计的正是多种波形发生器。
本设计将介绍由集成运算放大器组成的方波-----三角波----正弦波函数发生器的设计方法，了解多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点，进一步掌握波形参数的测试方法。
制作这种低函数信号发生器成本较低，适合学生学习电子技术测量使用。
制作时只需要个别的外部元件就能产生从1—10HZ，10—100HZ的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。
输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。
其中比较器与积分电路和反馈网络（含有电容元器件）组成振荡器，其中比较器产生的方波通过积分电路变换成了三角波，电容的充，放电时间决定了三角波的频率。
最后利用差分放大器传输特性曲线的非线性特点将三角波转换成正弦波。
电压比较器实现方波的输出，又连接积分器得到三角波，并通过三角波-正弦波转换电路看到正弦波，得到想要的信号。
NI Multisim 软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能过快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
本设计就是利用Multisim软件进行电路图的绘制并进行仿真。
关键字：波形、比较器、积分器、MultisimAbstractWaveform generator is widely used in universities and scientific research. With the progress of science and technology, the development of the society, a single waveform generator has can't satisfy people's needs, and our design is a variety of waveform generator. This design introduces the integrated operational amplifier composed of square wave -- -- -- -- -- the design method of the triangle wave, sine wave function generator, understand the multi-function integrated circuit functions and characteristics of function signal generator, further grasp the waveform parameter test methods. To make this kind of function signal generator with low cost, suitable for students learning electronic technology measure. Need only when making individual external components can produce from 1-10 hz, 10-100 hz low distortion of sine wave, triangular wave and square wave pulse signal. The output waveform frequency and duty ratio can also be controlled by current or resistance. The comparator and integral circuit and the feedback network (containing the capacitance component) oscillator, the comparator of square wave by integrating circuit transformation becomes a triangle wave, capacitance charging, discharge time determines the frequency of the triangular wave. Finally using the nonlinear characteristics of the differential amplifier transmission characteristic curve of converting triangular wave into sine wave.Voltage comparator for the square wave output, and connect the integrator by triangle wave, and see the sine wave by triangle wave, sine wave conversion circuit, achieve the desired signal.NI Multisim software combines intuitive capture and functional simulation, can quickly, easily and effectively carried out on the circuit design and verification. This design is to use Multisim software to draw and carry on the simulation of circuit diagram.Key words: waveform, comparator, integrator, Multisim目录一、设计目的及要求 (4)1.1设计目的 (4)1..2设计内容与要求 (4)二、函数发生器的组成 (4)2.1原理框图 (4)2.2原理分析 (5)三、系统中各模块设计 (5)3.1 方波-三角波 (5)3.2三角波-正弦波转换电路 (8)3.3总电路图 (10)四、OPA2541的功能介绍 (10)五、结果分析 (11)六、课程设计中的收获和体会 (11)参考文献 (12)附录 (13)方波产生和波形变换电路一、设计目的及要求1.1设计目的1.了解集成运放电路的组成和使用；2.了解集成运放几种典型应用电路的工作原理；3.掌握利用运算放大器设计方波产生电路、波形变换电路和调试的方法。
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XXXXXXXX学院课程设计说明书课程名称：电力电子技术设计题目：方波产生和波形变换电路班级：XXXXXXXXXXXXXXX姓名：XXXX学号：XXXXXXXXXXX指导老师：XXXX设计时间：XXXXXXXXXXXXX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，而我们设计的正是多种波形发生器。
本设计将介绍由集成运算放大器组成的方波-----三角波----正弦波函数发生器的设计方法，了解多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点，进一步掌握波形参数的测试方法。
制作这种低函数信号发生器成本较低，适合学生学习电子技术测量使用。
制作时只需要个别的外部元件就能产生从1—10HZ，10—100HZ的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。
输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。
其中比较器与积分电路和反馈网络（含有电容元器件）组成振荡器，其中比较器产生的方波通过积分电路变换成了三角波，电容的充，放电时间决定了三角波的频率。
最后利用差分放大器传输特性曲线的非线性特点将三角波转换成正弦波。
电压比较器实现方波的输出，又连接积分器得到三角波，并通过三角波-正弦波转换电路看到正弦波，得到想要的信号。
NI Multisim 软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能过快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
本设计就是利用Multisim软件进行电路图的绘制并进行仿真。
关键字：波形、比较器、积分器、MultisimAbstractWaveform generator is widely used in universities and scientific research. With the progress of science and technology, the development of the society, a single waveform generator has can't satisfy people's needs, and our design is a variety of waveform generator. This design introduces the integrated operational amplifier composed of square wave -- -- -- -- -- the design method of the triangle wave, sine wave function generator, understand the multi-function integrated circuit functions and characteristics of function signal generator, further grasp the waveform parameter test methods. To make this kind of function signal generator with low cost, suitable for students learning electronic technology measure. Need only when making individual external components can produce from 1-10 hz, 10-100 hz low distortion of sine wave, triangular wave and square wave pulse signal. The output waveform frequency and duty ratio can also be controlled by current or resistance. The comparator and integral circuit and the feedback network (containing the capacitance component) oscillator, the comparator of square wave by integrating circuit transformation becomes a triangle wave, capacitance charging, discharge time determines the frequency of the triangular wave. Finally using the nonlinear characteristics of the differential amplifier transmission characteristic curve of converting triangular wave into sine wave.Voltage comparator for the square wave output, and connect the integrator by triangle wave, and see the sine wave by triangle wave, sine wave conversion circuit, achieve the desired signal.NI Multisim software combines intuitive capture and functional simulation, can quickly, easily and effectively carried out on the circuit design and verification. This design is to use Multisim software to draw and carry on the simulation of circuit diagram.Key words: waveform, comparator, integrator, Multisim目录一、设计目的及要求 (4)1.1设计目的 (4)1..2设计内容与要求 (4)二、函数发生器的组成 (4)2.1原理框图 (4)2.2原理分析 (5)三、系统中各模块设计 (5)3.1 方波-三角波 (5)3.2三角波-正弦波转换电路 (8)3.3总电路图 (10)四、OPA2541的功能介绍 (10)五、结果分析 (11)六、课程设计中的收获和体会 (11)参考文献 (12)附录 (13)方波产生和波形变换电路一、设计目的及要求1.1设计目的1.了解集成运放电路的组成和使用；2.了解集成运放几种典型应用电路的工作原理；3.掌握利用运算放大器设计方波产生电路、波形变换电路和调试的方法。
1..2设计内容与要求1.利用多个运算放大器设计一个方波产生和波形变换电路；2.对产生的方波信号的幅度和频率不做统一规定，请自行设计，产生的方波信号经积分电路得到三角波，再对三角波进行有源低通滤波，最终得到正弦波；3.电路工作电源为±12V；4.画出电路图，写出完整的报告；5.用面包板搭出电路，并调试之。
二、函数发生器的组成2.1原理框图2.2原理分析函数发生器一般是指能自动产生方波、三角波、正弦波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。
产生方波、三角波、正弦波的方案有多种，本课题介绍先产生方波-三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。
由R、C振荡电路、比较器产生方波，再通过方波转换为三角波，最后通过差分放大器将三角波转换为正弦波。
三、系统中各模块设计3.1 方波-三角波由模电知识我们知道，将一组矩形波经积分电路会得到良好的三角波，所以本设计采用前置矩形波发生电路，然后对所得到的矩形波进行积分电路积分，最后输出三角波。
方波发生电路实际是由一个滞回比较器和一个RC充放电回路组成，如图1所示。
图1 方波发生电路其中R4、R5与集成运放组成滞回比较器，稳压管D1、D2和电阻R2的作用是钳位，将滞回比较器输出电压稳定在正负Uz。
在方波发生电路中，利用二极管的单项导电性是电容正向和反向充电的通路不同，从而使它们时间常数不同，即可以改变输出电压的占空比，再经过积分就可以得到占空比可调的三角波，如图所示，图中电位器和两个二极管的作用是将电容和放电的回路分开，调节充电和放电两个时间常数的比例。
如果将电位器向下滑动，则充电时间常数减小，放电时间常数增大，于是输出端为高电平的时间缩短，低电平的时间增长。
图2 方波积分电路的输出电压Uo往正方向线性增长，此时U+也随着增长，当增长至U+=U-=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值是使三角波的最大值U om。
将条件U O1=-U Z,U+=0和U o=U om代入下式可得：0=R4/(R4+R5) (-U z)+R5/(R4+R5) U om （1）可解的三角波的输出幅度为:U om=(R4/R5)U z （2）将上述的矩形波发生电路的输出端与积分电路的输入端连接即可得到占空比可调的的三角波发生电路，如图3。
图3 三角波发生电路图4 三角波3.2三角波-正弦波转换电路低通滤波工作原理：低通滤波是容许低于截至频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。
让某一频率以下的信号分量通过，而对该频率以上的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。
三角波-正弦波的转换电路主要由差分放大器来完成，差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗搞，抗干扰能力较强等优点。
特别是直流放大器是，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。
波形变换的原理；利用差分放大器传输特性曲线的非线性。
图5 正弦波发生电路三角波—>正弦波变换电路的参数选择原则是：隔直电容C要取得较大，因为输出频率很低，取C2为2uF,C3为4uF。
图6 正弦波为使输出波形更接近于正弦波，可见1.传输特性曲线越对称，先行区越窄越好；图7 三角波、正弦波变换原理3.3总电路图图8 总电路图四、OPA2541的功能介绍大功率双运算放大器OPA2541是美国BURR -BROWN公司生产的新一代高电压、大电流输出型运算放大器, 用于驱动各种电阻性和电抗性负载(如电动机等), 并具有较大的安全裕量。
利用OPA2541制作的旋转变压器激磁电源, 其输出不用升压变压器或谐振电容升压, 就能达到旋转变压器的额定激磁电压。
OPA2541是具有高放大倍数和大功率输出级的双运算放大器, 因此, 被广泛应用于电动机驱动器、跟踪系统放大器、可编程电源、音频放大器等。