电子工艺课程设计-方波_三角波_正弦波发生器

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1、广州大学松田学院课程设计论文课程名称：电子工艺课程设计设计选题：方波_三角波_正弦波发生器_姓名：学号：专业班级：09电气工程及其自动化指导教师：212011年12月21日21方波_三角波_正弦波发生器0907020134汪永平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。本文利用脉冲数字电路原理设计了多种波形发生器，该发生器可通过555数字芯片，运放来组成RC积分电路，低通滤波电路来分别实现方波，三角波

2、和正弦波的输出。它的制作成本不高，电路简单，使用方便，有效的节省了人力，物力资源，具有实际的应用价值。关键词：多谐振荡器；积分电路；低通滤波电路21目录摘要1.设计要求12．方波、三角波、正弦波发生器方案22.2方案二原理框图22.3函数发生器的选择方案33．各组成部分的工作原理43.1方波发生电路的工作原理43.2方波--三角波转换电路的工作原理53.3三角波--正弦波转换电路的工作原理63.4总电路图74.用Multisim10电路仿真84.1输出方波电路的仿真84.2方波—三角波电路的仿真84.3

3、方波—正弦波电路的仿真95protel制图及PCB板的制作和电路的安装115.1PCB原理图115.2．PCB布线图115.3．PCB板三维图125.4.PCB板底层布线图135.5将各元件安装到PCB板上146电路的实验结果及分析166.1方波波形产生电路的实验结果166.2方波---三角波转换电路的实验结果166.3正弦波发生电路的实验结果176.4实验结果分析177．实验总结188．仪器仪表清单1921参考文献20附录2121方波—三角波—正弦波函数信号发生器1.设计要求1．设计、组装、调试方波、

4、三角波、正弦波发生器。2．输出波形：方波、三角波、正弦波；3．频率范围：在50－1000Hz范围内可调；212．方波、三角波、正弦波发生器方案2.1方案一原理框图图1方波、三角波、正弦波、信号发生器的原理框图首先由555定时器组成的多谐振荡器产生方波，然后由积分电路将方波转化为三角波，最后用低通滤波器将方波转化为正弦波，但这样的输出将造成负载的输出正弦波波形变形，因为负载的变动将拉动波形的崎变。2.2方案二原理框图正弦波方波三角波21积分电路电压比较器RC正弦波振荡电路图2正弦波、方波、三角波信号发生器

5、的原理框图RC正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法，电路框图如上。先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波，再通过电压比较器产生方波，最后通过积分电路形成三角波。此电路具有良好的正弦波和方波信号。但经过积分器电路产生的同步三角波信号，存在难度。原因是积分器电路的积分时间常数是不变的，而随着方波信号频率的改变，积分电路输出的三角波幅度同时改变。若要保持三角波幅度不变，需同时改变积分时间常数的大小。2.3函数发生器的选择方案函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角

6、波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件(如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题未采用单片函数发生器模块8038。方案一的电路结构、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。而方案二，关于三角波的缺陷，不是能很好的处理，且波形质量不太理

7、想，且频率调节不如方案一简单方便。综上所述，我们选择方案一。213．各组成部分的工作原理3.1方波发生电路的工作原理图3由555定时器组成的多谐振荡器利用555与外围元件构成多谐振荡器，来产生方波的原理。用555定时器组成的多谐振荡器如图3所示。接通电源后，电容C2被充电，当电容C2上端电压Vc升到2Vcc/3时使555第3脚V0为低电平，同时555内放电三极管T导通，此时电容C2通过R3、Rp放电，Vc下降。当Vc下降到Vcc/3时，V0翻转为高电平。电容器C2放电所需的时间为tpL=(R3+Rp)C

8、2ln2(3-1)当放电结束时，T截止，Vcc将通过R1、R3、Rp向电容器C2充电，Vc由Vcc/3上升到2Vcc/3所需的时间为tpH=(R1+R3+Rp)C2ln2=0.7(R1+R3+Rp)C2(3-2)当Vc上升到2Vcc/3时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。电路的工作波形如图4，其震荡频率为f=1/（tpL+tpH）=1.43/(R1+2R3+2Rp)C2(3-3)21图4由55