正弦波-方波-三角波信号发生器设计

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1、苏州科技学院天平学院模拟电子技术课程设计报告课设名称正弦波－方波－三角波信号发生器设计组长　学号：成绩：　　组员　学号：成绩：　　组员　学号：成绩：　　组员学号：成绩：　　专业电子信息工程(物联网)指导教师胡伏原二〇一二年七月模拟电子技术课程设计报告一　设计课题名称正弦波－方波－三角波信号发生器设计二　课程设计目的、要求与技术指标2.1　课程设计目的（1）巩固所学的相关理论知识；（2）实践所掌握的电子制作技能；（3）会运用EDA工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试，进一步完善理论设计；（4）通过查阅手册和文

2、献资料，熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则；（5）掌握模拟电路的安装测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题；（6）学会撰写课程设计报告；（7）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风；（8）完成一个实际的电子产品，提高分析问题、解决问题的能力。2.2　课程设计要求（1）根据技术指标要求及实验室条件设计出电路图，分析工作原理，计算元件参数；（2）列出所有元器件清单；（3）仿真设计的电路，达到设计要求；

3、（4）记录实验结果。2.3　技术指标（1）输出波形：方波－三角波－正弦波；（2）频率范围：100HZ~200HZ连续可调；（3）输出电压：正弦波-方波的输出信号幅值为6V.三角波输出信号幅值为0~2V连续可调；（4）正弦波失真度：。三　系统知识介绍3.1函数发生器原理方案一：首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波。方案二：首先产生方波——三角波，再将方波变成正弦波或将三角波变成正弦波。3.2函数发生器的各方案比较我选的是第二个方案，上述两个方案均可以产生三种波形。方案

4、二的电路连接部方便而且这样用了很多元器件，在方案的在调节的时候比较方便可以很快的调节出波形。四　电路方案与系统、参数设计4.1基于集成运算放大器与晶体管差分放大器的函数发生器4.1.1设计思路比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路

5、如下图一所示：图一设计框图4.1.2工作原理方波发生电路因为方波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化，即产生周期性变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。方波电压状态如下图所示：图二此电路由反相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。设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输

6、入端电位Up=+UT。Uo通过R1对电容C正向充电。反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-Ut。随后，Uo又通过R1对电容C反向充电。Un随时间逐渐增长而减低，当t趋于无穷大时，Un趋于-Uz；但是，一旦Un=-Ut,再减小，Uo就从-Uz跃变为+Uz，Up从-Ut跃变为+Ut，电容又开始正相充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。图三方波---三角波转换电路将方波电压作为积分运算电

7、路的输入，在其输出就得到三角波电压（如图3.4所示）。当方波发生电路的输出电压Uo=+Uz时，积分运算电路的输出电压Uo将线性下降；而当Uo=-Uz时，Uo将线性上升。积分电路的输入电压是滞回比较器的输出电压Uo1，而且Uo1不是+Uz，就是-Uz。设初态时正好从-Uz跃变为+Uz，则积分电路反向积分，Uo随时间的增长线形下降，一旦Uo=-Ut，再稍减小，Uo1将从+Uz跃变为-Uz。积分电路正向积分，Uo随时间的增长线形增大，一旦Uo=+Ut，再稍增大，Uo1将从-Uz跃变为+Uz，回到初态，积分电路又开始

8、反向积分。电路重复上述过程，因此产生自激振荡，三角波发生电路如下图3.5所示：方波-三角波波形图四所示：图四三角波---正弦波转换电路差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器，可以有效的抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。正弦波电路如下图五所示图五为使输出波形更接近正弦波：（1）传输特性曲线越