频率幅度可调的锯齿波发生器

模拟电子技术基础

课程设计(论文) 幅度频率可调的锯齿波发生器

院（系）名称电气工程学院

专业班级自动化131

学号*********

学生姓名宫会彬

指导教师

起止时间：2015.7.6—2015.7.19

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电气工程学院教研室：电子信息工程

摘要

在我们日常生活中，以及一些科学试验中，锯齿波视常用的基本测试信号。在无线电通信、测量、自动化控制等技术领域广泛地应用着。如在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。因此锯齿波发生器是学习，科学研究等方面不可缺少的工具。在三角波发生器的基础上，改变积分电路的充放电时间，从而便可以得到锯齿波发生器。

本次设计的幅度频率可调的锯齿波发生器，该锯齿波产生电路以集成运算放大器UA741为主要器件，构成迟滞电压比较器和充放电时间常数不等的积分器，通过改变电阻阻值从而实现幅度频率可调的锯齿波发生器。并根据需要设计信号发生器电路所需的直流稳压电源。

本设计首先采用Multisim软件进行仿真调试。确定所需的元器件后用万用板进行实物的焊接与调试。经最后实物测试各输出信号基本达到设计要求且稳定工作。

关键词：锯齿波发生器；直流稳压电源；Multisim

目录

第1章绪论 (1)

1.1 发展概况 (1)

1.2本文研究内容 (1)

第2章幅度频率可调的锯齿波发生器总体设计方案 (2)

2.1幅度频率可调的锯齿波发生器设计方案论证 (2)

2.2总体设计方案框图及分析 (2)

第3章幅度频率可调的锯齿波发生器单元电路设计 (3)

3.1幅度频率可调的锯齿波发生器具体电路设计 (3)

3.1.1直流稳压电源电路设计 (3)

3.1.2 迟滞比较器的设计 (4)

3.1.3积分电路设计 (5)

3.2 元器件型号选择 (7)

3.3 参数计算 (7)

3.4 幅度频率可调的锯齿波发生器总体电路图 (10)

第4章幅度频率可调的锯齿波发生器仿真与调试 (11)

4.1 Multisim仿真与调试 (11)

4.2 仿真结果分析 (14)

第5章幅度频率可调的锯齿波发生器实物制作 (15)

5.1直流稳压电源电路焊接 (15)

5.2幅度频率可调的锯齿波发生器电路焊接 (15)

第7章总结 (18)

参考文献 (19)

附录 I (20)

附录 II (21)

第1章绪论

1.1 发展概况

自六十年代以来，信号发生器有了迅速的发展，出现了函数信号发生器、扫频信号发生器、合成信号发生器、程控信号发生器等新种类。各类信号发生器的主要性能指标也都有了大幅度提高。近年来随着GSM、GPRS、3G、BlueTooth乃至4G等移动通信以及LMDS、无线本地环路等无线接入的发展，同时加上合成孔径雷达等现代军事、国防、航空航天等在技术上的不断创新与进步，世界各国非常重视这方面的发展。

在我们日常生活中，以及一些科学试验中，锯齿波视常用的基本测试信号。例如，要在示波器荧光屏上不失真地观察到被测信号波形，要求在水平偏转板加上随时间作线性变化的电压——锯齿波电压，使电子束沿水平方向匀速搜索荧光屏。而电视机中显像管荧光屏上的光点，是靠磁场变化进行偏转的，所以需要用锯齿波电流来控制。

作为一种基本的电子设备无论是在教学、科研还是在部队技术保障中，都有着广泛的应用，对锯齿波发生器进行深入研究，不论时从教学科研角度，还是从部队技术保障服务角度出发都有着积极的意义，波形发生器是电子系统的心脏，随着科学技术的发展，对它的研究越来越来深刻，在各个方面都有它的用武之地。

1.2本文研究内容

本论文中，锯齿波发生器是运用相关器件组合而产生的电路，其中一个非常重要的部件就是集成运算放大器，以及由集成运算放大器组成的迟滞比较器、积分器。用集成运放实现的电路结构简单，调整方便。

根据频率可调锯齿波发生器设计的要求及技术指标设计电路：

⑴设计要求：对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的

高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案——设

计一个锯齿波发生器和一个直流稳压源。设计各单元电路，即直流稳压电源、积分电

路和迟滞比较器。

⑵功能要求：输出的波形工作频率范围0.02Hz～1kHz连续可调；方波幅值±10V

波峰峰值20V；各种输出波形幅值均连续可调。

第2章幅度频率可调的锯齿波发生器总体设计方案

2.1幅度频率可调的锯齿波发生器设计方案论证

方案（一）

利用集成函数发生器芯片设计一个电路，可以直接对其进行调频调幅。这种的两侧的性能好，而且使用能力强，工作范围大。但是这种芯片由于在Multisim软件中无法找到进而无法仿真。并且它的工艺要求较高，焊接等技术要求都很高。因此不易选择此类设计方案。

方案（二）

设计一个锯齿波发生器和一个直流稳压电源。锯齿波发生器电路需要由同相输入迟滞比较器和充电时间常数不等的积分器构成。这种设计基于电路简单，性能较为良好，器件选择灵活，并且器件价格便宜，焊接等技术要求都很低。因此本次设计选择此方案。

2.2总体设计方案框图及分析

如图2.1所示，直流稳压电源给由迟滞比较器和积分器构成的锯齿波发生器供电。由输出的锯齿波信号作为电压比较器的输入信号，电压比较器输出的方波作为积分器的输入信号。由于积分器充放电时间常数不同所以输出的信号为锯齿波。合理调整迟滞比较器的比较门限可以调整锯齿波电压的输出幅度。调整充放电时间常数的差值可以调整锯齿波电压的输出频率。

直流稳压电源

方波

迟滞比较器积分器

反馈

锯齿波信号

图2.1 总体方案框图