方波三角波正弦波函数信号发生器

苏州科技学院天平学院

专业物联网1021 指导教师胡伏原

一设计课题名称

正弦波－方波－三角波信号发生器设计

二课程设计目的、要求与技术指标

2.1课程设计目的

,

（3）安装调试所设计的电路，达到设计要求；

（4）记录实验结果。

2.3技术指标

（1）输出波形：方波－三角波－正弦波；

（2）频率范围：100HZ~200HZ连续可调；

（3）输出电压：正弦波-方波的输出信号幅值为6V.三角波输出信号幅值为0~2V连续可调；

γ。

（4）正弦波失真度：%

≤

5

图3.2函数发生器设计原理

正反馈支路，同时兼并选频网络，R1,R4,R5及二极管等原件构成负反馈和稳幅环节。

图2 RC 桥式振荡电路原理图

调节电位器R2，可以改变负反馈深度，以满足震荡的振幅条件和改善波形，利用两个反向二极管D1,D2正向电阻的非线性来实现稳幅。D1,D2采用硅管，且要求特性匹配，才能保证输出波形正负半周对称。R2的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。

振荡频率： 1

221

0C R f π=

（2.1）

其振幅值条件： )

||3(542

1rvd R R R Rf R Rf ++=≥ （2.2）

图3 正弦波仿真图

2.3 方波产生电路

利用过零比较器产生方波，其原理如下图所示，其中D1,D2决定其输出电压的

幅值。

U1

COMPARATOR_VIRTUAL

D1

1N5235B

D21N5235B

1

XFG1

XSC1

2

3

图4 过零比较器原理图

由图可知，该电路为处于开环状态的集成运放是一个最简单的过零比较器。犹

豫理想运放的开环增益为无穷大。因此，当输入信号小于零时，输出为高电平；当输入信号大于零时，输出为低电平。从示波器输出波形可知，当输入为正弦波时输出为正弦波。其中稳压管的作用是实现限幅。

方波的幅值为：Uz Uom ±= (2.3)

图5 方波仿真图

2.4 三角波产生电路

利用积分器产生三角波，其原理电路如下图所示：

C15uF

R16.8kΩ

V1-12 V

V2

12 V 0XFG1

5

XSC1

A B

Ext Trig

+

+

_

_

+_

U2A

TLV2772CD

3

2

8

4

1

1

23

4

图6 积分器原理图

图中，同相输入端接地，由于输入端不取电流，同相端电位为零，反相端虚地，流过电容的电流与流过电阻的电流相等经计算可知当输入方波时输出为三角波。

三角波的幅值： R

vi

iR ic == （2.4）

⎰⎰-=-=vidt RC icdt C vo 11 （2.5）

Vc C R Vi

Uom +-=1

1 （2.6）

图7 三角波仿真图2.5 函数信号发生器总电路图

图9 总电路仿真图

3实验元器件清单

序号名称型号数量

1 虚拟示波器XSC1 1

2 可变电容150nf 2

3 可变电容6uf 1

4 滑动变阻器15kΩ 1

5 电阻10kΩ 3

因此

仿真，没有实际的制作，但接近了实际的模拟，让我把书本中的知识穿插到试验中，加深了对部分电路的理解。这个课程设计我用了几乎四天的时间，其中真的想放弃，但就是在要放弃时，一个小小的图形波动都会让我重新恢复起来，我又会从一开始努力。这次课程设计，让我感到理论很重要的同时，实践也很重要，否则一切都会是一纸空谈。所以以后我要加强对课本知识的理解，学会发现为什么，然后去解决它。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。我相信通过我的努力我一定更

把这门课学好。

通过这次试验我也认识到，自己的才是最好的，我上网查了好多资料，在想要放弃的时候，我也想过粘帖复制一下算了，但自己真的很不甘心，慢慢的有了思路，慢慢的看到了波形，虽然波形不那么完美，但在两者之间我还是用了我的实验数据。这期间虽然不那么顺利，但最总我坚持下来了我认为我是最棒的。

总体说来,这次实习使我受益匪浅。在付出艰辛的同时，我也所获了属于我的果实，真的很开心。

调试过程中，方波波形出现了一些失真，猜想是存在一定干扰，在检查接线是否存在松动以及将示波器测试头的黑夹子接地后，得到改善。通过调节滑动变阻器可以改变占空比，得到最理想的输出波形。

八成员分工

这次课程设计让我们学到了很多，不仅是巩固了先前学的模电、数电的理论知识，而且也培养了我们的动手能力，更令我们的创造性思维得到拓展。希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些

主要参考文献

！【1】《电子技术基础--模拟部分》（第五版）康华光主编高等教育出版社 2006 【2】《电子线路设计、实验、测试》(第二版) 谢自美主编华中科技大学出版社 2000