波形转换电路的设计

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1、学号：课程设计题目波形转换电路的设计学院理学院专业电子信息科学与技术班级姓名指导教师2012年1月23日课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信科xxx班指导老师：工作单位：武汉理工大学理学院题目：波形转换电路的设计初始条件：直流稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求）1、技术要求：设计一种波形转换电路，要求产生频率可调的方波，并且能够实现方波转换为三角波。测试并且记录下不同频率下的方波和三角波的波形图，以及输出电压值。2、主要任务：（一）设计方案（1）按照技术要求，

2、提出自己的设计方案（多种）并进行比较；（2）以集成电路运算放大器LF353为主，设计一种波形转换电路（实现方案）；（3）依据设计方案，进行预答辩；（二）实现方案（4）根据设计的实现方案，画出电路图；（5）查阅资料，确定所需各元器件型号和参数；（6）在面包板上组装电路；（7）自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求；（8）撰写设计说明书，进行答辩。3、撰写课程设计说明书：封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期任务书目录（自动生成）正文：1、技术指标；2、设计方案及其比较；3、实现方案；4、调试过程及结论；5、心得体会；6、参考文献成绩评定表时间安排

3、：课程设计时间：20周－21周20周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩；21周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写课程设计说明书。指导教师签名：年月日系主任（或负责老师）签名：年月日武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书波形转换电路的设计1技术指标设计一种波形转换电路，要求产生频率可调的方波，并且能够实现方波转换为三角波。测试并且记录下不同频率下的方波和三角波的波形图，以及输出电压值。2设计方案及其比较2.1方案一先设计一RC正弦波振荡器产生一频率可调的正弦波，再用过零比较器将其转换为方波，最后用积分器将方波转换为三角波，整个电

4、路由三部分组成。1）RC正弦波振荡器，电路如下图所示：图2.1RC正弦波振荡器,该电路利用自激振荡产生正弦波，其频率为f=1/2RC，故调节滑阻R即可实现频率调节，并且由幅值平衡条件可算出,输出电压的幅值由运算放大器两端的偏置电压决定。2）将所产生的正弦波转换成方波，电路如下图所示：9武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书图2.2过零比较器上图为一过零比较器，由于运算放大器的放大倍数很大，可近似为无穷大。当输入信号Vi>0时，输出信号Vo趋于负无穷大；当Vi<0时，输出Vo趋于正无穷大。由于输出电压受运放偏置电压限制，故。图中R1、D1和D2为输入保护电路，R1

5、为限流电阻，防止输入信号过大损坏运算放大器，D1和D2为输入保护二极管，限制输入电压幅度。输出回路R2为限流电阻，D3和D4作稳压管用，完成输出电压双向限幅。输入正弦波即可在输出端产生方波，频率与正弦波相同。3）方波转换成三角波，电路如下图所示：图2.3积分电路9武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书上式表明，Vo-Vi为积分关系，负号表示输入和输出信号相位相反。当Vi为定值时，电容将横流充电，输出电压为：(1)可见Vo与t呈线性关系，当输入方波信号Vi时，输出端即可得到三角波信号Vo，其幅值为，其中T为方波信号的周期，频率与方波信号相同。4）整合电路如下图所示

6、：图2.4方案一整合电路在上图中由由自激振荡在第一级运放输出端产生正弦波信号，将其输入到中间部分的过零比较器即可得到方波信号Vo1，再将Vo1接到到积分器的输入端，即可在输出端Vo2得到三角波信号，同时调节滑阻RV1和RV2即可调节方波和三角波的频率。2.2方案二设计一方波发生器，再将其产生的方波通过RC9武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书电路转换为三角波，整个电路由两部分组成。1）方波发生器，产生频率可调的方波，电路如下图所示：图2.5方波发生器上图为一方波发生器，由电压比较器设计而成，该电路具有正反馈和负反馈，其中正反馈系数为(2)方波周期由此可知，只需

7、调节滑阻R即可调节输出的方波信号的频率。图中D1，D2作稳压管用，以稳定输出电压的幅值，故输出电压的幅值由稳压管的击穿电压决定。2）将方波信号转换成三角波信号，电路如下图所示：图2.6RC串联电路9武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书由于该电路中具有延迟环节，电容充满电需要一定的时间，由公式可得将电容充满电所需时间为(3)设输入的方波信号的周期为T，则只需适当地设置R和C的参数使之满足即可保证电容一直处于充电或放电状态，这样就能使电容两端电压与时间成正比，呈线性关系，由于输入的方波信号的上限电压和下限电压大小相等方