设计制作一个产生方波三角波正弦波函数转换器

《设计制作一个产生方波三角波正弦波函数转换器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、模拟电路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：通信工程学生姓名：学　　号：　　　12042122　　指导教师：设计时间：2月20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.   输出波形频率范围为0.2KHz~20kHz且连续可调；2.   正弦波幅值为±2V，；3. 方波幅值为2V；4.   三角波峰-峰值为2V，占空比可调；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，三角波可以

2、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。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三元件分析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

3、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，

4、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，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，

5、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=470nF三、总原理图及元器件清单1、总原理图图七：总原理图1、元件清单元件序号型号主要参数数量备注（价钱）变压器15V19元三端稳压器W781211.0元三端稳压器W791211.0元电阻R5、R220.1元电阻R3、R41K20.1元电阻R1、R620K20.1元芯片UA74131.0元电位器R7、R8、R9、R10

6、10K41.0元电容C1、C23.3mF21.5元电容C3、C4、0.22uF20.2元电容C2、C30.47uF20.2元电容C5、C6100nF20.2元电容C1330nF10.1元二极管1N400760.1元发光二极管LED1、LED220.3元稳压管3.3V20.2元红黑夹子90.2元五、安装与调试方波、三角波、正弦波（1）．按所设计得电路图焊接电路板。（2）．经调试后用示波器可测得各输出端的波形为：图八：方波输出波形图九：三角波输出波形图十：正弦波输出波形六、性能测试与分析方波—三角波—正弦波发生器（1）．数据记录

7、a．方波峰-峰值：Up-p=幅值为：U=4.0/2=2.0V误差分析：相对误差=%=0%b．三角波峰-峰值：Up-p=21幅值为：U=2/2=1.0V误差分析：相对误差=(1-1)/1%=1.0%C.正弦波峰-峰值：Up-p=6.2×2=12.4V有效值为：U=12.4÷2.828=4.38V幅值为：4.38÷2=2.19V频率调节范围为：215.14HZ——9.35KHZ误差分析：相对误差=(2.19-2)÷2%=9.5%误差产生的原因：电路原理存在缺陷，参数设计的不够合理，导致与理想值存在差距；电子元器件存在缺陷，比如电

8、阻电容不够理想等；电路中所用的电位器很多，在调试中，很难跳到非常准确的数据；测试时间过长导致电路板温度升高影响测量值。电路焊接不好，接点接触不良等造成的误差。直流源带负载能力不是很强，对数据的测量造成误差。220V50HZ电网不稳定，造成误差。万用表的不够灵敏，精确度不高，造成读数误差。（