正弦波、方波、三角波发生电路

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1、实用标准文案一、设计目的及要求：1.1、设计目的：（1）.掌握波形产生电路的设计、组装和调试的方法；（2）.熟悉集成电路：集成运算放大器LM324，并掌握其工作原理。1.2、设计要求：（1）设计波形产生电路。（2）信号频率范围：100Hz——1000Hz。（3）信号波形：正弦波。二、实验方案：方案一：为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来

2、越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。正弦波发生电路的组成：放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路。产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似。只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端，产生了足够的附加相移，从而使负

3、反馈变成了正反馈。在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信号，无所谓附加相移。(a)负反馈放大电路(b)正反馈振荡电路图1振荡器的方框图比较图1(a)和(b)就可以明显地看出负反馈放大电路和正反馈振荡电路的区别了。由于振荡电路的输入信号=0，所以=。由于正、负号的改变，正反馈的放大倍数为：精彩文档实用标准文案，式中是放大电路的放大倍数，是反馈网络的放大倍数。振荡条件：幅度平衡条件：

4、

5、=1相位平衡条件：jAF=jA+jF=±2np振荡器在刚刚起振时，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一

6、些，即要求这称为起振条件。既然，起振后就要产生增幅振荡，需要靠三极管大信号运用时的非线性特性去限制幅度的增加，这样电路必然产生失真。这就要靠选频网络的作用，选出失真波形的基波分量作为输出信号，以获得正弦波输出。也可以在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以调节放大电路的增益，从而达到稳幅的目的。方案二：电压比较器RC充放电反馈回路方波占空比可调积分电路锯齿波积分电路三角波低频滤波正弦波比例放大电路，得到需要幅值；峰峰值的信号波矩形波图2方波、三角波、正弦波、锯齿波信号发生器的原理框图该发生器通过将滞回电

7、压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端，即可组成矩形波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波，通过改变方波的占空比不仅可以得到锯齿波，还可得到额外的矩形波。三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。然后将各种信号通过比例放大电路得到需要幅值；峰峰值的信号波该电路具有结构、思路简单，运行时性能稳定且能较好的符合设计要求，对原器件要求不高，且成本低廉、调整方便。精彩文档实用标准文案为更好理解两种电路的结构及原理，本文采用方案一产生正弦波，方案二产生方波和三角波。三、设计步骤：3.1、RC正弦波振荡电

8、路RC串并联网络的电路如图3所示。RC串联臂的阻抗用Z1表示，RC并联臂的图3RC串并联网络阻抗用Z2表示。其频率响应如下谐振频率为f0=当R1=R2，C1=C2时，谐振角频率和谐振频率分别为：，幅频特性相频特性精彩文档实用标准文案当f=f0时的反馈系数，且与频率f0的大小无关，此时的相角jF=0°。即调节谐振频率不会影响反馈系数和相角，在调节频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。3.2、基本文氏桥振荡电路RC文氏桥振荡器的电路如图4所示，RC串并联网络是正反馈网络，另外还增加了R3和R4负

9、反馈网络。图4RC文氏桥振荡器C1、R1和C2、R2正反馈支路与R3、R4负反馈支路正好构成一个桥路，称为文氏桥。当C1=C2、R1=R2时jF=0°f0=为满足振荡的幅度条件

10、

11、=1，所以Af≥3。加入R3R4支路，构成串联电压负反馈由于＞3。这时正反馈超过了负反馈，说明频率为的扰动会被再生的放大，导致整个电路进入一个幅度不断增长的振荡过程中。此时电路是不稳定的。如下图所示精彩文档实用标准文案图5>3时产生波形3.2参数设计及运算3.2.1器件选择集成运算放大器（LM324),二极管（1N4934

12、），示波器(XSC1),固定电容（1nF),可变电容（0～9nF),及各种型号电阻。3.2.2参数计算根据稳定振荡条件：,在选频网络中，选择,根据频率的变化范围100Hz～1000Hz计算可变电容器C值如下;同理，所以选择可变电容器的范围在之间变化,与电容并联，总电容在内变化，而且保持两个可变电容同时变化。精彩文档实用标准文案3.3采取稳幅措施的文氏桥振荡电路为了采取稳幅措施，可以加入二极管进行稳幅。同时为了幅值可调，可以在第一级运放后加一级运放电路，通过调整电位器来