方波三角波波形发生器的设计.docx

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1、方波三角波波形发生器的设计西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计报告专业班级课程电子技术课程设计方波三角波波形发生器的设计题目学号学生姓名指导老师2021年12西安文理学院机械电子工程系课程设计任务书学生姓名专业班级学号指导老师职称教研室自动化课程电子技术课程设计题目方波、三角波波形发生器的设计任务与要求任务：设计能产生方波、三角波波形信号输出的波形发生器。1输出的各种波形工作频率范围10kHz连续可调；2方波幅值10V；3三角波峰-峰值20V；各种输出波形幅值均连续可调；4设计电路所需的直流电源。要求：1.根据设计任务和指标，初选电路；2.通过调查研究、设计计算，确定电路方案。开场日期完

2、成日期2021年12月27日目录设计目的4设计任务和要求4总体设计方案5功能模块设计与分析.10电路的安装与调试.14实验仪器及元器件清单.14心得体会(16)一、设计目的1.把握方波三角波产生电路的设计方法及工作原理；2.把握电子系统的一般设计方法；3.把握常用原件的识别和测试；4.把握模拟电路的安装测量与调试的基本技能；5.培养实事求是，严谨的工作态度和严肃的工作作风。二、设计任务和要求任务：设计能产生方波、三角波波形信号输出的波形发生器。1.方波幅值10V；2.输出的各种波形工作频率范围10kHz连续可调；3.三角波峰-峰值20；各种输出波形幅值均连续可调；4.设计电路所需的直流电源。要

3、求：1.根据设计任务和指标，初选电路；2.通过调查研究、设计计算，确定电路方案。三总体设计方案方案一，框图如下列图1所示：正弦波信号方波信号三角波信号图1多种波形发生器原理框图方案一文氏桥振荡器RC串-并联正弦振荡器产生正弦波输出，其主要特点是采用RC串-并联网络作为选频和反应网络，其振荡频率为f=1/(2RC)，改变RC的值，可得到不同频率的正弦信号输出。为了使输出电压稳定，需采用稳幅措施。用集成运放构成电压比拟器，将正弦波信号变换成方波信号输出。用运放构成积分电路，将方波信号变换成三角波三角波信号图中利用滞回比拟器的开关作用和具有延时作用的RC反应网络构成多谐振器，用积分电路将方波变换成三

4、角波信号输出。方案三，由5G8038组成的多量程、多功能信号发生器。其电路的输出信号频率能够在1Hz下面至几百KHz范围内调节，压控信号可内部选择，可以外接。输出信号可直接从2、3、9角高阻输出，可以以通过5G353低阻输出。图中利用滞回比拟器的开关作用和具有延时作用的RC反应网络构成多谐振器，用积分电路将方波变换成三角波信号.论证：经分析方案一构造复杂，不易于调试，不能很快的得到电路波形。方案三可同时产生方波、三角波，该信号发生器电路简单、成本低廉、调整方便。555定时器接成多谐振荡器工作形式，C2为定时电容，C2的充电回路是R2R3RPC2；C2的放电回路是C2RPR3IC的7脚(放电管)

5、。由于R3+RP）R2，所以充电时间常数与放电时间常数近似相等，由IC的3脚输出的是近似对称方波。按图所示元件参数，其频率为1KHZ左右，调节电位器RP可改变振荡器的频率。方波信号经R4、C5积分网络后，输出三角波。三角波再经R5、C6积分网络，输出近似的正弦波。C1是电源滤波电容。发光二极管VD用作电源。方案二操作简便，方案一同方案二比拟，对于三角波的产生有一定的费事，由于题目需要频率为连续可调，但幅度稳定性难以到达要求；方案二由于采用运算放大器组成积分电路，因而可实现恒流充电，使三角波线性大为改善。由此，本设计采用方案二。能在简易环境下得到很明晰的波形。综上,选择方案二。四、功能模块设计与

6、分析1.总电路图设计2.单元电路图的设计.滞回电压比拟器图10-1为一种滞回电压比拟器电路，双稳压管用于输出电压限幅，R3起限流作用，R2和R1构成正反应，运算放大器当upun时工作在正饱和区，而当unup时工作在负饱和区。从电路构造可知，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21o1in221o2in1p1111RRuRuRRRuRuRu+=+=根据翻转条件，令上式右方为零，得此时的输入电压thZ21o21inUURRuRRum

7、m=Uth称为阈值电压。滞回电压比拟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。假如初始时刻运放工作在正饱和区，减小uin，当uin=-Uth时，运放则开场进入负饱和区。图10-1滞回电压比拟器图10-2滞回电压比拟器的直流传递特性假如给图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拟器的输出波形.方波三角波发生器给图10-1所示的滞回电压比拟器级联一积分器，再将积分器的输出作为比拟器

8、的输入，如图10-4所示。由于积分器可将方波变为三角波，而比拟器的输入又正好为三角波，因而可定性判定出，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2Zthth00d)(1TtttURCUU+=或212ZthTURCU=注意到Z21thURRU=，故214RRCRT=振荡频率则为1241RCRRTf=图10-5方波三角波发生器的输出波形.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R2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。电源的设计1)设计思路直流稳压电压电路设计此页面能否是列表页或首页？未找到适宜正文内容。