设计制作一个产生方波-三角波-正弦波函数转换器_02

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1、课程设计报告设计课题：设计制作一个产出方波/三角波/正弦波函数发生器专业班级：电气工程及其自动化（3）班学生姓名：沈晨汉学　　号：　201095014132　　　设计时间：1月13日设计制作一个产生方波－三角波－正弦波函数转换器一：设计任务和要求1产生方波的幅值为4V；2产生三角波的占空比可调，峰-峰值为4V；3产生正弦波的幅值为±4V；4设计各部分电路参数；5用Protel软件绘制所设计电路图；6用EDA软件或MATLAB软件对所设计电路进行仿真。二：方案设计与论证设计一个电路要求产生三种不同的波形，分别为方波—三角波—正弦波。方波可以由三角波通过滞回比较电路来产生得到，三

2、角波可以由方波通过积分电路来产生得到，正弦波可以由低通滤波电路或者差分电路产生得到。方案一：1：直流电源部分通过桥式整流、电容滤波、稳压管稳压直流电源电路将220V的交流电变成+12V和-12V的直流电:图一：直流稳压电源的方框图2：波形产生电路(1)三角波——方波——正弦波方波三角波正弦波电压（滞回）比较器积分运算电路二阶低通滤波电路电路如图所示：图二：利用低通滤波电路实现波形转换方案二：1：直流电源部分通过桥式整流、电容滤波、稳压管稳压直流电源电路将220V的交流电变成+12V和-12V的直流电:图三：直流稳压电源的方框图2：波形产生部分方波三角波正弦波电压比较器积分运算

3、电路差动放大电路电路图如下：图四：利用差分放大电路实现方波---三角波---正弦波的转换方案三：1：直流电源部分通过桥式整流、电容滤波、稳压管稳压直流电源电路将220V的交流电变成+12V和-12V的直流电源：图五：直流稳压电源的方框图2.波形产生部分采用ICL8038集成电路可以产生三种波形，它的内部结构和外观图如下面图一和图二所示：图6-1ICL8038内部原理电路框图图6-2ICL8038管脚图电路图如下：方案论证：我选的是第一个方案，上述三个方案均可以产生三种波形。方案二的电路过多焊接不方便而且差分放大电路及恒流源所要求的晶体管较高，不易购买。但是方案的在调节的时候比

4、较方便可以很快的调节出波形。方案三使用集成函数发生器ICL8038也可以调出三种波形，但是以目前的仿真软件无法画出仿真电路图，无法设计参数，目前来说，还不能很好的使用。方案一电路简洁利于焊接可以节省元器件，通过调节电位器可以调出符合的波形；但是在调节波形的时候会比较费力，因为整个电路在一起时只要调节前面部分就会影响后面的波形。需反复耐心的调节，才可能成功。三、单元电路设计与参数计算1、直流电源的参数设计提供的是220V的交流电源要变为12V直流电，变压器用220V~15V规格的，选的三端稳压器为：LM7812、LM7912，整流用的二极管可用1N4007，电解电容用3300u

5、fC7与C8可用0.33UfC5与C6可用0.1uFC3与C4可用220Uf电容，发光二极管上的R用1KΩ。2、波形产生电路部分的参数设计方波要求幅值为2V，三角波要求峰峰值为2V.利用同相滞回比较器和积分运算电路分别产生方波和三角波。图中滞回比较器的输出电压，即方波的输出幅值=，其中由稳压管确定，由于没有稳压值为2V的稳压管，所以在稳压管的两端并联一个10K的电位器，以达到输出电压为2V的要求。比较器的输入电压是积分电压是积分电路的输出电压，根据叠加原理，集成运放同相输入端的点位为:令，则阈值电压：积分电路的输入电压是滞回比较器的输出电压，而且不是+，就是—，所以输出电压的

6、表达式为：Uo2=－(1/R7C)Uo1(t1－t0)＋Uo2(t0)式中为初态时的输出电压，设初态时正好从跃变为,则上式可变为Uo2=－(1/R7C)Uz(t1－t0)＋Uo(t0)积分电路反向积分，随时间的增长线性下降，一旦，再稍减小，将从跃变为，则Uo2=－(1/R7C)Uz(t2－t1)＋Uo(t1)综上所述，是方波，为三角波，幅值为。由上，正向积分的起始值为，终了值为，积分时间为二分之一周期，将它代人上式得:+UT=(1/R7C)UZT/2+(-UT)式中，经整理得振荡周期为T=4R8R7C1/R1振荡频率为f=R1/4R7R8C1调节电路中，,的阻值和电容C的容量

7、，可以改变振荡频率，而调节和的阻值，可以改变三角波的幅值。因为方波的幅值为2V,三角波的峰峰值为2V,所以,取=20K,=10K,为了更好的调节出波形，取为10K的电位器，取C=0.33Uf,又为200HZ~20KHZ,得为75~7.5K，所以取为10K的电位器三角波经二阶低通滤波电路后形成正弦波，其中：C2=C3=C=470nF传递函数为令s=jw,fo=1/2∏RC,则电压放大倍数要求正弦波的幅值为2V，则，=2即Aup=R6/R5=2所以取R3=R4=1K,R6=20K,R5=10K,C2=C3=