方波三角波正弦波函数发生器

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课程设计任务书

学生姓名：专业班级：

指导教师：工作单位：

题目：方波－三角波－正弦波函数发生器

具试。

1234目录

1.概论 (1)

1.1 (1)

2.方案设计与论证 (3)

2.1 (3)

3.单元电路设计 (9)

精心整理

3.1方波发生电路的工作原理 (9)

3.2三角波正弦波电路的工作原理 (10)

3.3电路参数选择及计算 (6)

3.4.正负12V直流稳压电源的设计 (7)

3.5总电路图 (8)

4.电路仿真 (11)

4.1方波三角波发生电路 (11)

4.2..11

5.实..12 5.1焊 (12)

5.2焊 (12)

5.3焊 (13)

5.4电 (14)

6.性.....

7.数..16

8.实验 (21)

9.参考 (22)

10.附 (23)

附录1 (22)

附录2 (22)

附录3 (24)

2.方案设计与论证

2.1信号产生电路

方案一

正弦波方波三角波

方案三

此电路结构、思路简单，运行时性能稳定且能较好的符合设计要求，且成本低廉、调整方便，关于输出正弦波波形的变形，可以通过可变电阻的调节来调整。但RC滤波性能不太好

3.单元电路设计

由于考虑成本，方案实现简单，电路性能等问题用方案三。

3.1方波发生电路的工作原理

图3.1.1

工作原理如下：若a点断开，运算放大器A1与R1、R2及R3、R P1组成电压比

较器，C1为加速电容，可加速比较器的翻转。

运放A2与R4、R P2、C2及R5组成反相积分器，其输入信号为方波U o1时，则输出积分器的电压为

当U o1=+V CC时

当U o1=-V EE时

图3.1.2

a点闭合，即比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，则自动产生方波-三角波。

三角波的幅度为

方波-三角波的频率为

由上分析可知：

②位器R P2在调整方波-三角波的输出频率时，不会影响输出波形的幅度。

②方波的输出幅度应等于电源电压。三角波的输出幅度应不超过电源电压。电位

器RP1可实现幅度上午微调，但会影响波形的频率。

由于

因此

取R3=10kΩ,则R3+RP1=30kΩ，取R3=20kΩ,RP1为47kΩ的电位器。取平衡电阻R1=R2//（R3+RP1）≈10kΩ。

因为

当10Hz≤f≤100Hz时，取C2=1μF，则R4+R P2=（75~7.5）kΩ，取5.1kΩ，RP2为100kΩ电位器。当19Hz≤f≤100Hz，取C2=1μF以实现频率波段的转换，R4、R P2的值不变。取平衡电阻R5=10kΩ。

三角波→正弦波变换电路的参数选择原则是：隔直电容C3、C4、C5要取得大，因为输出频率较低，取C3=C4=C5=470μF，滤波电容C6一般为几十皮法至0.1μF。

实际考虑到运放轨到轨用正负十二伏，但实测出来九伏电压更能满足实验要求。4.电路仿真

4.1方波三角波发生电路

4.2三角波正弦波发生电路

图4.1.1

图4.1.2

4.2三角波正弦波发生电路

图4.2.1

图4.2.2

5实际波形

图5.1

图5.2

图5.3

图5.4

图5.5

图5.6

图5.7

6数据分析

6.1方波

测试结果：输出电压13.6v；频率12.3hz-10k可调；

6.2三角波

测试结果：输出电压5v，可调2.5-7v，频率可调；和方波一样。

6.2正弦波

测试结果：输出电压500mv-3.3v,频率和方波一样。

6.2电源

测试结果：输出+12.04v，-11.89v。（实际用9v左右）。

7.实验总结

这个电路的特点是频率可调，。不足之处在于导线过长，分立元件太多。

这次遇到的问题主要是在设计过程没有考虑到的方面较多，在调试时才发现很多问题。比如原理问题。焊接时还发现了实物制作的基本功不是很牢。焊出来的引脚不是特别美观。我发现一事实上要在电路设计中，应该仔细认证，从中我们可以学到很多东西，可以提高自己发现问题解决问题的能力，使自己的动手能力有一定的提高。出现故障时要积极面对，在检查线路时一定要有耐心，不要因为麻烦就放弃。遇见错误要一步一步的按照原理图来，先一步一步的测试，然后整体测试。不要没顺序没条理，这里测一下那里测一下，最后又什么都没查出来，那样既浪费了时间又浪费了精力。

在设计时方案的选择很重要，要注意分析可能会遇到的问题。这次的制作其实走了一些弯路。中间过程中更改了一次方案，也花了不少时间。其实我们需要的是冷静的头脑。

这个设计其实还可以有很多改进的地方，比如布线时将导线布粗布短一些。可以将元件的布局改为更合理一些。并且尽量少在输入输出线上串联器件。这些都可以提高性能。

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