波形产生电路设计

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1、新護丈曇课程设计报告所属院系：专业：电气工程学院电气工程及其自动化课程名称:设计题目:电子技术基础A波形产生电路设计级：学生姓名:学生学号:指导老师:课程设计题目:波形产生电路设计要求完成的内容：1.设计一个波形发生电路，可以输出正弦波、三角波和方波，并且可调频率范围在1HZ到10HZ,10HZ到100HZo2.对设计电路进行参数选择和计算，进行EDA电路仿真，画出所设计的仿真电路图，并且进行电路仿真，得到相应的电路仿真图。3.掌握初步进行相关电路设计的方法、思路、流程，通过设计得到一定的设计方法与技巧。4.进一步通过设计波形产生电路

2、了解、熟悉multisim软件的仿真过程锻炼自己的操作运用该软件的能力，更好的学习该软件。5.对最后的仿真结果以及所设计的波形发生电路进行总结，找出其中有可能出现的错误进行修正。6.完成设计报告，并对此次设计过程结果进行总结，找出在设计过程中存在的问题以及在设计过程中得到的经验进行总结。指导教师评语:评定成绩为：指导教师签名:波形产生电路的设计一、系统方案框图方波正弦波振荡器=>比较器=>积分器=>三角波正弦波方案一的系统框图比较器积分器方波C1==o三角波差分放大器=>正弦波方案二的系统框图二、方案选择1.方案简介方案一：用正弦波振

3、荡器实现多种波形，用正弦波振荡器产生正弦波输出，正弦波信号用比较器得到方波输岀，方波信号用积分器得到三角波输岀。此方案用RC串并联振荡器产生正弦波，串并联网络作为选频网络和正反馈网络，其振动频率为f=—^—改变RC的值则可改变正弦波频率。为了使输岀电压稳定必须采取稳幅27TRC措施。方案二：用多谐振荡器实现多种波形发生器，由比较器和积分器组成方波三角产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，用差分放大器來实现积分器输出的三角波转变为正弦波。2.方案比较选择方案一中的频率的频段的选择和调节需同时改变正弦波振荡电路和积分电路屮的电容电

4、阻和电容，调整复杂，而方案二虽然在转变为正弦波时存在正弦波非线性失真对差动放大电路较高，但在调节频率要求上要比方案一要简便许多所以选用方案二。三、单元电路的设计分析1•方波发生电路的设计与分析此电路可以在矩形波发牛电路的基础上得到，矩形波发牛电路由反向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。由于滞回比较器的输出只有高电平和低电平。两种不同的输岀电平时RC电路进行充电或放电于是电容上的电压将升高或降低，而电容上的电压作为滞冋比较器的输入电压控制其输出端状态发生跳变，从

5、而使RC电路有充电过程变为放电过程，如此循环电路产生了自激振荡。方波发生电路屮运算放大器接成同相输入滞回比较器形式，由这一端口反馈引入三角波信号，触发滞回比较器自动翻转变成方波信号，方波信号从运算放大器输出端输出电路图如下图1方波发生原理图如图1.运算放大器U1与Rl、R2及R3、R4组成电压比较器，由R2引出的一端接入三角波信号，运算放大器U接成同相输入滞回比较器形式，触发滞回比较器自动翻转形成方波信号方波信号从接近D1的一个端口输出。运算放大器反相端接基准电压,即U-=0相同输入端接输入电压Uia、R1称为平衡电阻，比较器的输出U

6、ol的高电频等于正电源电压+Vcc,低电频等于负电源电压-Vcc,当比较器U+二U・比较器翻转,输出Uol从高电频跳到低电频或者从低电频跳到高电频。设Uol二+Vcc则：口—&—（+v）+RlRju（式1）+R2+R3+R4R2+R3+RU"（式2）将式1整理可得比较器的翻转下门限单位utUiu-==肚卍“若Ut>=-vEr则比较器上门限电位u（式3）比较器的门限宽度卩〃UH=Uia+~Uia-=2R2R广Ra（式4）稳压管Dl、D2对接，起到正负向输出的双向限幅作用。2.三角波发生电路的设计和分析在产牛方波后，利用此波形输入到一个积

7、分电路便得到三角波，为了能够得到线性度更好的三角波，可以运用几个电阻和电容构成积分电路。由于设计吋要求有两个个频段，故选用两分开关调节电容，其电路图如下：图2三角波发生原理图时：UU.=~VEE时：U三角波的波幅为：u方波三角波的频率为:-（+VCC）f_~Vcct（式5）ZRJG（R+RG-（-VEf）VCCf（式6）（R+凡）C?一（凡+凡）。=y”r^r/cc（式7）丁_Rs+Rd（式8）+3.正弦波发生电路设计于分析其电路图如下：OKQR12O*x

8、C3；；；空二:辛济；w;470pFC5100nF470pF2Nj^2A;:;

9、2N2222AR86.BkQ：:R11：::-VA：100kQ::lOOkQ^^Key=A\\50%:「47心:::Key=A：Q32N2222AR132kQ：R12：：：：：：：：：：：：：：MA：6：8kQ：：