方波—三角波发生器设计报告

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1、电子工程学院课外学分设计报告题目:方波—三角波函数发生器姓名：学号：专业：通信工程实验室：开放实验室班级：A1011设计时间：2011年月日——年月日评定成绩：审阅教师：陈燕芳9目录一、专业综合设计任务22.1设计目的22.2设计任务32.3课程设计的要求及技术指标3二、方案设计及论证31．滞回电压比较器32．方波——三角波发生器43．方波——三角波发生器的设计6三、实验元器件清单6四、实验的实现与测试61．滞回电压比较器直流传递特性的测定62．方波——三角波发生器实现7五、实验注意事项7六、实验总结及心得8七、关于实验的思考99一、专业综合设

2、计任务2.1设计目的1.学习由运算放大器组成的方波——三角波发生器电路，提高对运算放大器非线性应用的认识。2．掌握方波——三角波发生电路的分析、设计和调试方法。3．能用平时PSpice批侧分析振荡电路。2.2设计任务设计方波——三角波——函数信号发生器2.3课程设计的要求及技术指标1、设计、组装、调试函数发生器2、输出波形：、方波、三角波；3、要有稳定的输出波形。4、频率范围：100HZ~1kHZ,1HZ~10kHZ；输出电压：方波VP-P≤24V,三角波VP-P≤6V；波形特性：方波投入tr＜30μs(1KHZ,最大输出时)，三角波γ△＜2％

3、注明：本次实验为多人合作，分工明确，本人负责电路的分析和调试。二、方案设计及论证1．滞回电压比较器图10-1为一种滞回电压比较器电路，双稳压管用于输出电压限幅，R3起限流作用，R2和R1构成正反馈，运算放大器当up>un时工作在正饱和区，而当un>up时工作在负饱和区。从电路结构可知，当输入电压uin小于某一负值电压时，输出电压uo=-UZ；当输入电压uin大于某一电压时，uo=+UZ。运算放大器在两个饱和区翻转时up=un=0，由此可确定出翻转时的输入电压。up用uin和uo表示，有9根据翻转条件，令上式右方为零，得此时的输入电压Uth称为阈

4、值电压。滞回电压比较器的直流传递特性如图10-2所示。设输入电压初始值小于-Uth，此时uo=-UZ；增大uin，当uin=Uth时，运放输出状态翻转，进入正饱和区。如果初始时刻运放工作在正饱和区，减小uin，当uin=-Uth时，运放则开始进入负饱和区。图10-1滞回电压比较器图10-2滞回电压比较器的直流传递特性如果给图10-1所示电路输入三角波电压，其幅值大于Uth，设t=0时，uo=-UZ其输出波形如图10-3所示。可见，输出为方波。图10-3输入为三角波时滞回电压比较器的输出波形2．方波——三角波发生器9给图10-1所示的滞回电压比较

5、器级联一积分器，再将积分器的输出作为比较器的输入，如图10-4所示。由于积分器可将方波变为三角波，而比较器的输入又正好为三角波，因此可定性判断出，图10-4电路的输出电压uo1为方波，uo2为三角波，如图10-5所示。下面分析其振荡周期。图10-4方波——三角波发生器积分器输出电压从-Uth增加到+Uth所需的时间为振荡周期T的一半，由积分器关系式或注意到，故振荡频率则为9图10-5方波——三角波发生器的输出波形3．方波——三角波发生器的设计（1）双稳压二极管的稳定电压根据方波幅值选取，电阻R3根据双稳压二极管的最大电流确定。（2）电阻R1和R

6、2根据三角波的幅值确定。（3）电阻R和电容C则根据振荡频率要求确定，电容C的值不宜太大，以减小积分误差。三、实验元器件清单双路直流稳压电源1台示波器1台数字多用表1只运算放大器LM324或LM3482片稳压二极管2DW2302只电阻4.3kΩ、20kΩ、10kΩ、2kΩ各1只电容0.1mF1只9四、实验的实现与测试“方波——三角波发生器”实验包括滞回电压比较器直流传递特性的测定及方波——三角波发生器的实现。1．滞回电压比较器直流传递特性的测定按图10-6接线（电路图特写），R1=10kΩ、R2=20kΩ、R3=4.3kΩ,R=2kΩUZ≈6V、

7、U+=+15V，U-=-15V，最后在面包板上形成这样的电路(电路连线镜头)。给比较器加一适当频率和幅值的正弦电压，用示波器观察并记录传递特性和输出波形，并测定阈值电压。(a)(b)图10-6(a)滞回电压比较器(b)2DW230稳压二极管的封装2．方波——三角波发生器实现按图10-7接线（电路图特写），用示波器观察uo1和uo2的波形，其中uo1为方波，uo2为三角波。最后要求测出其幅值和频率。9图10-7方波——三角波发生器产生三角波五、实验注意事项1．接线前用数字多用表测量电阻、电容参数，并作好记录。2．观察振荡波形时，注意两个输出电压的

8、相位关系。3.运算放大器的电源线、地线切勿接错，否则容易损坏集成片。4．运算放大器LM324/LM348的封装图与技术参数请预习有关附录。六、实验总结