设计制作一个产生正弦波-方波-三角波函数转换器

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

1、实用文档模拟电路课程设计报告设计课题:设计制作一个产生正弦波方波三角波函数转换器专业班级：电信本学生姓名：学号：　　47　　　指导教师：设计时间：1月7日文案大全实用文档设计制作一个产生正弦波－方波－三角波函数转换器一、设计任务与要求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；5.分别用三个发光二极管显示三种波形输出；  6.用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。二、方案设计与论证设计要

2、求为实现正弦波-方波-锯齿波之间的转换。正弦波可以通过RC振荡电路产生。正弦波通过滞回比较器可以转换成方波，方波通过一个积分电路可以转换成三角波，三角波的占空比只要求可调即可。各个芯片的电源可用±12V直流电源提供，并备用了两套方案设计。方案一:方案一电路方框图如图1所示。积分电路滞回比较器LC正弦波振荡电路图1方案一方框图LC正弦波振荡电路与RC桥式正弦波振荡电路的组成原则在本质上是相似的，只是选频网络采用LC电路。在LC振荡电路中，当f=f0时，放大电路的放大倍数数值最大，而其余频率的信号均被衰减到零；引入正反馈后，

3、使反馈电压作为放大电路的输入电压，以维持输出电压，从而形成正弦波振荡。方案二:方案二电路方框图如图2所示。滞回比较器积分电路RC正弦波振荡电路文案大全实用文档图2方案二方框图方案二仿真电路如图3所示。图3方案二仿真电路图方案论证：LC正弦波振荡电路特别是方案一所采取的电感反馈式振荡电路中N1与N2之间耦合紧密，振幅大；当C采用可变电容时，可以获得调节范围较宽的振荡频率，最高频率可达几十兆赫兹。由于反馈电压取自电感，对高频信号具有较大的电抗，输出电压波形中常含有高次谐波。因此，电感反馈式振荡电路常用在对波形要求不高的设备之

4、中，如高频加热器、接受机的本机振荡电路等。另外由于LC正弦波振荡电路的振荡频率较高，所以放大电路多采用分立元件电路，必要时还应采用共基电路。因此对于器材的选择及焊接的要求提高，并且器材总价格也增加了。相反，RC正弦波振荡电路的振荡频率较低，一般在1MHz以下，它是以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络，以电压串联负反馈放大电路为放大环节，具有振荡频率稳定，带负载能力强，输出电压失真小等优点，因此获得相当广泛的应用。另外对于器材的要求也不高，只需集成块、电容、电位器等组成即可。在焊接方面，直接、美观、大方！在器材总价格方面

5、，相比第一种方案更为实惠。综合对比两种方案，我选择第二种方案。文案大全实用文档三、单元电路设计与参数计算（一）单元电路设计1.正弦波发生器实验原理（1）RC串并联选频网络。取R1=R2=R，C1=C2=C，令则：得RC串并联电路的幅频特性为：相频特性为：最大，jF=0。（2）振荡频率与起振条件1）振荡频率2）起振条件当f=f0时，由振荡条件知：所以起振条件为：同相比例运放的电压放大倍数为：即要求：3）稳幅环节：反馈电阻的热敏RF采用负温度系数电阻，R1采用正温系数的热敏电阻，均可实现自动稳幅。或者在RF回路中串联二个并联

6、的二极管也可以自动稳幅。正弦波发生器仿真电路图4所示。文案大全实用文档图4正弦波发生器仿真电路图2.正弦波—方波转换器实验原理正弦波—方波转换器方框图如图5所示。方波正弦波发生电路滞回比较器图5正弦波—方波转换器方框图（1）电路组成：1）滞回比较器：集成运方、R11、R8.图6为一种电压比较器电路，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ui小于某一负值电压时，输出电压uo=-UZ；当输入电压ui大于

7、某一电压时，uo=+UZ。又由于“虚断”、“虚短”up=un=0，由此可确定出翻转时的输入电压。up用ui和uo表示，有=un=0文案大全实用文档得此时的输入电压Uth称为阈值电压。滞回电压比较器的直流传递特性如图7所示。设输入电压初始值小于-Uth，此时uo=-UZ；增大ui，当ui=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ui，当ui=-Uth时，运放则开始进入负饱和区。图6电压比较器电路图7滞回电压比较器的直流传递特性（2）正弦波—方波转换仿真电路图正弦波—方波转换仿真电路如图

8、8所示。图8正弦波—方波转换仿真电路图文案大全实用文档3.方波—三角波转换器实验原理方波—三角波转换器方框图如图9所示。三角波积分电路方波发生电路图9方波—三角波转换器方框图（1）积分运算电路如图10所示。图10积分运算电路由于“虚地”，U-=0,故：Uo=-Uc由于“虚断”，i1=iC,故：Ui=i1R=icR得：