模拟电子电路课程设计——正弦波三角波方波函数发生器

模拟电子电路课程设计——正弦波三角波方波函数发生器
模拟电子电路课程设计——正弦波三角波方波函数发生器

课程设计任务书学生姓名:专业班级:

指导教师:工作单位:

题目:正弦波-三角波-方波函数发生器

初始条件:

具备模拟电子电路的理论知识;具备模拟电路基本电路的设计能力;具备模拟电路的基本调试手段;自选相关电子器件;可以使用实验室仪器调试。

要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)

1、频率范围三段:10~100Hz,100 Hz~1KHz,1 KHz~10 KHz;

2、正弦波Uopp≈3V,三角波Uopp≈5V,方波Uopp≈14V;

3、幅度连续可调,线性失真小;

4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书

时间安排:

一周,其中3天硬件设计,2天硬件调试

指导教师签名:年月日

系主任(或责任教师)签名:年月日

目录

1.综述...........................................................1

1.1信号发生器概论...................................................1

1.2 Multisim简介....................................................2

1.3集成运放lm324简介...............................................3

2.方案设计与论证...............................................4 2.1方案一...................................................4 2.2方案二..................................................4

2.3方案三..................................................5

3.单元电路设计..............................................6 3.1正弦波发生电路的工作原理...............................6 3.2正弦波变换成方波的工作原理.............................8 3.3方波变换成三角波的工作原理.............................9

3.4正负12V直流稳压电源的设计............................10

4.电路仿真................................................12

4.1总波形发生电路............................................12

4.2正弦波仿真................................................13

4.3方波仿真...................................................14

4.2三角波仿真...............................................14

5.实物制作与调试..........................................15

5.1焊接过程.............................................15

5.2 实物图...............................................15

5.3调试波形.............................................18

6.数据记录................................................19

7.课设总结................................................20

8.参考书目................................................21

9.附录....................................................22 本科生课程设计成绩评定表....................................24

1.综述

1.1信号发生器概论

在人们认识自然、改造自然的过程中,经常需要对各种各样的电子信号进行测量,因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求,灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形),然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中,它不是测量仪器,而是根据使用者的要求,作为激励源,仿真各种测试信号,提供给被测电路,以满足测量或各种实际需要。

波形发生器就是信号源的一种,能够给被测电路提供所需要的波形。传统的波形发生器多采用模拟电子技术,由分立元件或模拟集成电路构成,其电路结构复杂,不能根据实际需要灵活扩展。随着微电子技术的发展,运用单片机技术,通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路,产生数字式的正弦波、方波、三角波、锯齿等幅值可调的信号。与现有各类型波形发生器比较而言,产生的数字信号干扰小,输出稳定,可靠性高,特别是操作简单方便。根据用途不同,有产生三种或多种波形的波形发生器,使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。

信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。在测试、研究或调整电子电路及设备时,为测定电路的一些电参量,如测量频率响应、噪声系数,为电压表定度等,都要求提供符合所定技术条件的电信号,以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。当要求进行系统的稳态特性测量时,需使用振幅、频率已知的正弦信号源。当测试系统的瞬态特性时,又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。并且要求信号源输出信号的参数,如频率、波形、输出电压或功率等,能在一定范围内进行精确调整,有很好的稳定性,有输出指示。信号源可以根据输出波形的不同,划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。正弦信号是使用最广泛的测试信号。

现在,我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出正弦波、方

波、三角波的简易发生器。

众所周知,制作函数发生器的电路有很多种。本次设计先通过RC正弦波振荡电

路产生正弦波,这是一种频率可调的移相式正弦波发生器电路,其频率稳定一般为

实验所确定,然后可以通过改变电容值来改变再通过电压比较器产生方波,最后通

过积分电路形成三角波。此电路具有良好的正弦波和方波信号。它的制作成本不高,

路简单,使用方便,有效的节省了人力,物力资源。

信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。该函数发

生器要求能输出频率范围可调的正弦波、方波和三角波,能够很好的实现本次试验

的目的,将一些线性和非线性的元件与集成运放组合,输出性能良好的波形.由正弦

波、方波或三角波的发生器产生相应的信号,通过相互转换实现多种波形的输出。

正弦波可以由RC正弦波振荡电路产生,之后通过过零比较器可产生方波,再积分可

得三角波。通过调节 RC 振荡电路中的振荡电阻来实现频率可调。通过调节比例运

算电路的反馈电阻来实现幅度可调,最终做成要求的函数发生器。

1.2 Multisim简介

Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。

1.2.1 multisim 10概述:

1.通过直观的电路图捕捉环境,轻松设计电路。

2.通过交互式SPICE仿真,迅速了解电路行为。

3.借助高级电路分析,理解基本设计特征。

4.通过一个工具链,无缝地集成电路设计和虚拟测试。

5.通过改进、整合设计流程,减少建模错误并缩短上市时间。

NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真,能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim,可以立即创建具有完整组件库的电路图,并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器,能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证,从而缩短建模循环。与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成,完善了具有强大技术的设计流程,从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。

NI Multisim软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件。NI Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相

脱节的这一问题。学员可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来,并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。

1.3 集成运放lm324简介

LM324系列器件带有差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比,它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下,静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源,因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

图1.3 lm324引脚连接图

LM324系列由四个独立的,高增益,内部频率补偿运算放大器,其中专为从单电源供电的电压范围经营。从分裂电源的操作也有可能和低电源电流消耗是独立的电源电压的幅度。

应用领域包括传感器放大器,直流增益模块和所有传统的运算放大器可以更容易地在单电源系统中实现的电路。例如,可直接操作的LM324系列,这是用来在数字系统中,轻松地将提供所需的接口电路,而无需额外的±15V电源标准的5V电源电压。

关键词:正弦波方波三角波函数信号发生器 multisim

2.方案设计与论证

2.1方案一

图2.1 方案一

本方案先产生方波—三角波,再将三角波变换成正弦波的电路设计方法,电路

框图如图2.1。用迟滞比较器与反相积分器首尾相串联构成方波-三角波产生电路,

然后,采用差分放大器,作为三角波—正弦波变换电路利用差分对管的饱和与截止

特性进行变换,差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。

特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波

变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。此电路

的输出频率就是方波-三角波产生电路的频率,将正弦波用比较器进行比较产生方

波,调节比较电位,使得方波的占空比可以改变。但在实际操作中难以调试出正弦

波,原因是差分电路难以达到绝对的对称。故未采用此方案。

2.2方案二

图2.2 方案二

本方案中正弦波与三角波的产生与方案二相同,用迟滞比较器与反相积分器首尾相串联构成方波-三角波产生电路,但三角波到正弦波的变换电路采用的是有源RC二阶低通选频电路,电路框图如图2.2。

此电路结构、思路简单,运行时性能稳定且能较好的符合设计要求,但是由于有源RC二阶低通滤波电路中的电容是与输出端相接,相当于形成一正反馈,若正反馈过大,可能引起滤波器自激,故未予采用。

2.3方案三

正弦波方波三角波

RC正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法,电路框图如图2.3。先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波,再通过电压比较器产生方波,最后通过积分电路形成三角波。此电路具有良好的正弦波和方波信号。正弦波振荡电路是一种自己振荡电路,其实质是放大器引正反馈的结果。由放大电路、正反馈网络和选频网络组成。它没有输入信号,而是通过电路中的噪声经过选频产生。该方案思路清晰,产品易制作,本次实验课设我们采取该方案。

3.单元电路设计

3.1正弦波发生电路的工作原理

:

正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波,我们一般在放大电路中引入正反馈,并创造条件,使其产生稳定可靠的振荡。正弦波产生电路的基本结构是:引入正反馈的反馈网络和放大电路。其中:接入正反馈是产生振荡的首要条件,它又被称为相位条件;产生振荡必须满足幅度条件;要保证输出波形为单一频率的正弦波,必须具有选频特性;同时它还应具有稳幅特性。因此,正弦波产生电路一般包括:放大电路;反馈网络;选频网络;稳幅电路个部分。

3.1.2正弦波振荡电路的组成判断及分类:

(1)放大电路:保证电路能够有从起振到动态平衡的过程,电路获得一定幅值

的输出值,实现自由控制。

(2)选频网络:确定电路的振荡频率,是电路产生单一频率的振荡,即保证电

路产生正弦波振荡。

(3)正反馈网络:引入正反馈,使放大电路的输入信号等于其反馈信号。

稳幅环节:也就是非线性环节,作用是输出信号幅值稳定。

3.1.3判断电路是否振荡的方法:

(1)是否满足相位条件,即电路是否正反馈,只有满足相位条件才可产生振荡。

(2)放大电路的结构是否合理,有无放大能力,静态工作是否合适;

(3)是否满足幅度条件。

3.1.3正弦波振荡电路检验:

(1)

则不可能振荡; (2)

振荡,但输出波形明显失真; (3) 产生振荡。振荡稳定后

。此种情况起振容易,振荡稳定,

输出波形的失真小。 3.1.3分类:

按选频网络的元件类型,把正先振荡电路分为:RC 正弦波振荡电路;LC

正弦波振荡电路;石英晶体正弦波振荡电路。

3.1.4 RC 正弦波振荡电路:

常见的RC 正弦波振荡电路是RC 串并联式正弦波振荡电路,它又被称为文氏桥正弦波振荡电路。串并联网络在此作为选频和反馈网络。

图3.1 RC 桥式正弦波振荡电路

RC 桥式正弦波振荡电路的构成如图所示。当RC 1wo w ==时,RC 选频网络的相移为零,这样RC 串并联选频网络送到运算放大器同向输入端的信号电压Vi 与输出电压Vo 同相,所以RC 反馈网络形成正反馈,满足相位平衡条件。为使在震荡建立期间信号做增幅震荡,应选择R1和R2可使Af ≥3,保证

。因此它的起振条件为: ;它的振荡频率为: 。

它主要用于低频振荡。要想产生更高频率的正弦信号,一般采用LC 正弦波振荡电路。它的振荡频率为: 。此外,石英振荡器的特点是其振荡频率特别稳定,它常用于振荡频率高度稳定的的场合。

RC 文氏桥振荡电路的稳幅作用是靠两个并联的二极管组成的,当输出信号较小时,二极管工作电流小,动态电阻大,电路的增益较大,引起增幅震荡过

程。当输出幅度达到一定程度,二极管工作电流大,动态电阻小,电路的增益下降,电路的输出电压幅值将不再上升,从而使输出电压稳定,以此来达到稳幅的目的。

3.2正弦波变换成方波的工作原理

3.2.1电压比较器的功能

电压比较器是用来比较两个电压大小的电路,它的输入信号是模拟电压,输出信号一般是只有高电平和低电平两个稳定状态的电压。利用电压比较器可将各周期性信号转换成矩形波。

3.2.2过零比较器

参考电压为零的比较器称为过零比较器。按输入方式的不同可分为反相输入和同相输入两种过零比较器,通常用阈值电压和传输特性来描述比较器的工作特性。阈值电压(又称门槛电平)是使比较器输出电压发生跳变时的输入电压值,简称为阈值,用符号UTH表示。

图3.2.1 过零比较器

本电路中该电路的作用是将正弦信号转变成方波信号,其传输特性曲线如下图所示:

图3.2.2 传输特性曲线

3.3 方波变换成三角波的工作原理

方波经过积分器就变成了三角波。但是此电路要求前后电路的时间常数配合好,不能让积分器饱和。

图3.3.1 积分电路原理

Vo-Vi为积分关系,负号表示输入和输出信号相位相反。当Vi为定值时,电容将恒流充电,输出电压为:

当积分器输入信号为方波时,其输出信号为三角波,电路波形图如下:

图3.3.2 三角波发生器工作波形

图3.3.2 积分电路仿真图

3.4正负12V直流稳压电源的设计

直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置,它需要经过变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。

3.4.1设计原理

直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成,基本框图如图所示:

图设计框图及波形

3.4.2各部分作用

1、电源变压器T:作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。

2、整流电路:整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分,输出纹波较小的直流电压U1。

3、滤波电路:经整流后的直流输出电压脉动性很大,不能直接使用,为减少其交流成分,常在整流电路后接滤波电路。滤波电路的主要任务是将整流后的单向脉动直流电压中的纹波滤除掉,使其输出平滑的直流电压,这里我们采用接入滤波电容来组成滤波电路。

4、稳压电路:常用的稳压电路有两种形式:一是稳压管稳压电路,二是串联型稳压电路。二者的工作原理有所不同。稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化,会引起其电流有较大变化这一特点,通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。

3.4.3具体电路设计

在整流电路中我们采用全波整流桥,该电路的整流效果和输出电压波形为单项半波整流的两倍,在稳压电路中采用CW7812和CW7912型号的这两个集成稳压器芯片组成的具有同时输出固定的+12V、-12V电压的稳压电路。该电路对称性好,温度特性也近似一致。

图3.4.2 直流稳压电源电路图

3.4.4稳压电源的性能指标及测试方法

稳压电源的技术指标分为两种:一种是特性指标,包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等;另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数(或电压调整率)、输出电阻(或电流调整率)、纹波电压(纹波系数)及温度系数。

4.电路仿真

4.1 总波形发生电路

图4.1正弦波-方波-三角波函数发生器

该电路分为三部分,第一部分为RC桥式正弦振荡电路,其功能是利用RC振荡产生特定频率的正弦波;第二部分为过零电压比较器电路,其功能为将正弦波转成方波;第三部分为积分电路,其功能为利用积分电路将方波转成三角波;此外,在积分电路之前设置一个电压跟随器,起到隔离作用,使过零电压比较器电路与积分电路不相互影响。

确定电路元器件参数:稳压管的作用是限制和确定方波的幅度,因此方波正负半周的对称性与稳压管性能有关。因此选用稳压管时,要选择性能好一些的两个管性能对称的稳压管,最好选用双向稳压管;R3是稳压管的限流电阻,阻值根据稳压管的电路确定;Rp1和Rp2给比较器提供门限电平,他们可以决定三角波的幅值.因此Rp1和R2的值应根据三角波的幅值决定。一般为了使三角波的幅值可调,常用电位器作为Rp1、Rp2和电容C的值决定三角波的频率f。一般是Rp1和R2的值确定后,可以先确定电容C的值,然后由f。=R2/(4Rp2Rp1C)来确定R4的值.Rp2若采用电位器,则三角波频率可调。为了减小积分漂移,电容C的值尽量取大些,但是C值越大漏电也越大,因此一般C不超过1uF;集成运放的选择用于比较器的运放要求速度应该高些。

通过改变反馈网络中的变阻RP3的阻值可以改变正弦波的输出波形的幅值;之后方波的输出波形也随之确定;通过改变变阻RP4的阻值可以改变三角波的输出波形的幅值。

4.2正弦波仿真

在变阻RP1、RP2百分比分别为50%,RP3百分比为25%,示波器输出的波形如下图所示。

图4.2正弦波仿真视图

由图可知T1的时间为1.315s,通道A为-1.660V。T2的时间为1.338s,通道A 为1.658V。由此可知仿真出的正弦波的幅值为:1.660V;峰-峰值为:3.318V;周期为46.154ms。

4.3方波仿真

图4.3方波仿真视图

由图可知T1的时间为736.976ms,通道A为-6.834V。T2的时间为760.908ms,通道A为6.812V。由此可知仿真出的正弦波的幅值为:6.812V;峰-峰值为:13.646V;周期为47.864ms。

4.4三角波仿真

图4.4三角波仿真视图

由图可知T1的时间为5.516s,通道A为-2.554V。T2的时间为5.180s,通道A 为2.513V。由此可知仿真出的正弦波的幅值约为:2.554V;峰-峰值为:5.067V;周期为24.786ms。

5.实物制作与调试

5.1焊接过程

1、在排版排线时注意疏密得体,各线方向最好一致,各个焊点之间独立,以免造成线路短路。

2、焊接电路时,注意焊接完成后,将烙铁头放回原位并关掉电源,避免造成旁人不经意受伤。

3、电路焊接完成后,在示波器上没能显示出波形。寻找电路焊接的错误,然后对电路进行修改,最终在示波器上显示出设计要求的波形。

4、调试时,积分电路中的三角波底部出现失真。在积分电路上并联一个100K微调电阻和一个0.1uF电容,通过调节电阻。最后得以实现三角波。

5、设计过程中,要注意与组员协调合作,分工有序,否则会造成不必要的错误,导致整个设计的失败。

6、焊接芯片时,注意正负极以及各引脚的排序,避免焊接时电路连接错误,造成波形不能显示。

5.2实物图

总体外观:

图5.2.1总体外观拍摄图

信号发生器正面:

图5.2.2信号发生器正面拍摄图

信号发生器背面:

图5.2.3信号发生器背面拍摄图

直流稳压电源正面:

图5.2.4直流稳压电源正面拍摄图直流稳压电源背面:

图5.2.5直流稳压电源背面拍摄图

5.3调试波形

5.3.1正弦波

图5.3.1正弦波调试

实际调试中输出的正弦波波形如上图所示。其中Vmax=1.64V;Vmin=-1.64V;峰-峰值为3.28V。

5.3.2方波

图5.3.2方波调试

实际调试中输出的方波波形如上图所示。其中Vmax=7.00V;Vmin=-10.2V;峰-峰值为17.2V。

5.3.3三角波

图5.3.3三角波调试

实际调试中输出的三角波波形如上图所示。其中Vmax=10.0V;Vmin=4.96V;峰-峰值为5.04V。

6.数据记录

1.正弦波

正弦波测试结果:输出电压3.28V,频率10HZ-8.2KHZ可调;

2.方波

方波测试结果:输出电压17.2V,频率5HZ-7.8KHZ可调;

3.三角波

三角波测试结果:输出电压5.04V,频率10HZ-8.0KHZ可调;

4.电源

电源测试结果:正极输出+12.01V,负极输出-11.96V。

7.课设总结:

我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面,如何去面对现实中的各种设计?如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢?这次的模电课程设计就为我们提供了良好的实践平台。

在这次难得的课程设计过程中我锻炼了自己的思考能力和动手能力。通过题目构思和设计电路的过程中,加强了我思考问题的完整性和实际生活联系的可行性。在方案设计选择和芯片的选择上,培养了我们综合应用的能力,对函数信号发生器的功能也有了进一步的认识。还锻炼我们个人的查阅技术资料的能力,动手能力,发现问题,解决问题的能力。并且我们熟练掌握了有关器件的性能及测试方法。

在电路的选择与仿真过程中,我发现从刚开始的Multisim到现在的Protel,不管是学习哪种软件,都给我留下了很深的印象。由于之前软件仿真方面接触的不多,开始着手的时候觉得很费力,但慢慢的摸索出来,到后来就好多了。在每次的课程设计中,遇到问题,最好的办法就是问别人,因为每个人掌握情况不一样,不可能做到处处都懂,发挥群众的力量,复杂的事情就会变得很简单。这一点我深有体会,在很多时候,我遇到的困难或许别人之前就已遇到,向他们请教远比自己在那

冥思苦想要来得快捷。最后的调试部分也不是易事,因为理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数,我们必须通过观察效果来改变参数的数值以期达到最好。

通过此次对函数信号发生器的设计,我掌握了常用元件的识别和测试;熟悉了常用的仪器仪表;进一步了解了电路的连接、焊接方法;以及如何提高电路的性能。进一步使我巩固了有关正弦波信号产生电路与直流稳压电源相关方面的知识,明白了实践出真知的真谛。同时,我懂得了学习的重要性,了解到理论知识与实践相结合的重要意义,学会了坚持、耐心和努力,这将为自己今后的学习和工作铺展了道路。另外,课堂上也有部分知识不太清楚,于是我又不得不边学边用,时刻巩固所学知识,这也是我作本次课程设计的一大收获。

与此同时,实验的过程也是对我们的团队精神进行了考察,让我们在合作起来更加默契,在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量,只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。

当然,这其中也有很多问题,第一、不够细心,比如由于粗心大意而在焊接过程中出现一些小问题,由于对课本理论的不熟悉导致仿真时出现错误。第二,是在

学习态度上,这次课设是对我的学习态度的一次检验。对于这次正弦波-三角波-方波函数发生器综合课程设计,我的第一大心得体会就是作为一名未来的工程技术人员,要求具备的首要素质绝对应该是严谨。我们这次课设过程中所遇到的多半问题都是由于我们不够严谨。第三,在做人上,我认识到,无论做什么事情,只要你足够坚强,有足够的毅力与决心,有足够的挑战困难的勇气,就没有什么办不到的。

最后,用“学以致用”来形容此次模电课设再恰当不过了。

8.参考书目

【1】《模拟电子技术基础》吴友宇编清华大学出版社 2009出版

【2】《电路分析》刘岚编科学出版社 2012出版

【3】《模拟电子技术基础(第三版)》童诗白编北京高教出版社2001出版

【4】《模拟电子技术》胡宴如编北京高等教育出版社 2000出版

【5】《电子技术基础(模拟部分)》康华光编高等教育出版社1999出版【6】《模拟电子技术基础(第3版)》王远编机械工业出版社2007出版【7】《模拟电子电路及技术基础》孙肖子编西安电子科技大学出版社2008出版9.附录

函数信号发生器元件清单

直流稳压电源元件清单

方波三角波转换

一方波、三角波发生器 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.熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方法 4.培养综合应用所学知识来指导实践的能力法 二、 设计要求 1.复习教材中波形发生电路的原理。 2.根据所给的性能指标,设计一个方波、三角波发生器,计算电路中的元件参数, 3.设计一个能产生方波、三角波信号发生器, 4.能同时输出一定频率一定幅度的2种波形:方波、和三角波; 5.可以用±12V 或±15V 直流稳压电源供电 6.画出标有元件值的电路图,制定出实验方案,选择实验仪器设备。 7实现方波和三角波输出电压:方波输出幅值110o p p U V -≤, 28o p p U V -≤。能够输出确定频率的三角波 三、 原理图 四、 设计说明书

1、设计题目 方波、三角波发生器 2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.熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方法 4.培养综合应用所学知识来指导实践的能力法 3、设计要求 1.复习教材中波形发生电路的原理。 2.根据所给的性能指标,设计一个方波、三角波发生器,计算电路中的元件参数, 3.设计一个能产生方波、三角波信号发生器, 4.能同时输出一定频率一定幅度的2种波形:方波、和三角波; 5.可以用±12V或±15V直流稳压电源供电 6.画出标有元件值的电路图,制定出实验方案,选择实验仪器设备。 4、设计过程 实验器材 1)uA741 2片

方波_三角波_正弦波_锯齿波发生器

X X X X X X X大学 课程设计报告 课程名称:电子技术基础 设计题目:方波三角波正弦波锯齿波函数发生器 系别: 专业: 班级: 学生姓名: 学号: 同组同学: 学号: 指导教师: XXXX大学XXXX学院 XXXX年月日

摘要 波形函数信号发生器广泛地应用于各场所。函数信号发生器应用范围:通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外,还广泛用于其他非电测量领域,而我设计的正是多种波形发生器。设计了多种波形发生器,该发生器通过将滞回电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,三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。其优点是制作成本低,电路简单,使用方便,频率和幅值可调,具有实际的应用价值。 函数(波形)信号发生器。能产生某些特定的周期性时间函数波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号,频率范围可从几个微赫到几十兆赫函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途 而因此电子专业的学生,对函数信号发生器的设计,仿真,制作已成为最基本的一种技能,也是一个很好的锻炼机会,是一种综合能力的锻炼,它涉及基本的电路原理知识,仿真软件的使用,以及电路的搭建,既考验基础知识的掌握,又锻练动手能力。 关键词:振荡电路;电压比较器;积分电路;低通滤波电路

目录 · 设计要求 (1) 1.前言 (1) 2方波、三角波、正弦波发生器方案 (2) 2.1原理框图 (2) 3.各组成部分的工作原理 (3) 3.1方波发生电路的工作原理 (3) 3.2方波--三角波转换电路的工作原理 (4) 3.3三角波--正弦波转换电路的工作原理 (5) 3.4方波—锯齿波转换电路的工作原理 (6) 3.5总电路图 (7) 4.用Multisim10电路仿真 (8) 4.1输出方波电路的仿真 (8) 4.2三角波电路的仿真 (9) 4.3正弦波电路的仿真 (10) 4.4锯齿波电路的仿真 (11) 5实验总结 (11) 6.仪器仪表清单 (13) 7.参考文献 (13) 8.致谢 (13)

三角波、方波、正弦波发生电路

波形发生电路 要求:设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波和正弦波的波形发生器。 指标:输出频率分别为:102H Z、103H Z和104Hz;方波的输出电压峰峰值V PP≥20V (1)方案的提出 方案一: 1、由文氏桥振荡产生一个正弦波信号。 2、把文氏桥产生的正弦波通过一个过零比较器 从而把正弦波转换成方波。 3、把方波信号通过一个积分器。转换成三角波。 方案二: 1、由滞回比较器和积分器构成方波三角波产生电路。 2、然后通过低通滤波把三角波转换成正弦波信号。 方案三: 1、由比较器和积分器构成方波三角波产生电路。 2、用折线法把三角波转换成正弦波。 (2)方案的比较与确定

方案一: 文氏桥的振荡原理:正反馈RC网络与反馈支路构成桥式反馈电路。当R1=R2、C1=C2。即f=f0时,F=1/3、Au=3。然而,起振条件为Au略大于3。实际操作时,如果要满足振荡条件R4/R3=2时,起振很慢。如果R4/R3大于2时,正弦波信号顶部失真。调试困难。RC串、并联选频电路的幅频特性不对称,且选择性较差。因此放弃方案一。 方案二: 把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环系统,就构成三角波发生器和方波发生器。比较器输出的方波经积分可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波和方波发生器。 通过低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固定频率或频率变化围很小的情况下使用。然而,指标要求输出频率分别为102H Z、103H Z和104Hz 。因此不满足使用低通滤波的条件。放弃方案二。 方案三: 方波、三角波发生器原理如同方案二。 比较三角波和正弦波的波形可以发现,在正弦波从零逐渐增大到峰值的过程中,与三角波的差别越来越大;即零附近的差别最小,峰值附近差别最大。 因此,根据正弦波与三角波的差别,将三角波分成若干段,按不同的比 例衰减,就可以得到近似与正弦波的折线化波形。而且折线法不受频率 围的限制。 综合以上三种方案的优缺点,最终选择方案三来完成本次课程设计。 (3)工作原理:

模拟电路课程设计心得体会

模拟电路课程设计心得 体会 内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)

精选范文:《模拟电路》课程设计心得体会(共2篇)本学期我们开设了《模拟电路》与《数字电路》课,这两门学科都属于电子电路范畴,与我们的专业也都有联系,且都是理论方面的指示。正所谓“纸上谈兵终觉浅,觉知此事要躬行。”学习任何知识,仅从理论上去求知,而不去实践、探索是不够的,所以在本学期暨模电、数电刚学完之际,紧接着来一次电子电路课程设计是很及时、很必要的。这样不仅能加深我们对电子电路的任职,而且还及时、真正的做到了学以致用。这两周的课程设计,先不说其他,就天气而言,确实很艰苦。受副热带高气压影响,江南大部这两周都被高温笼罩着。人在高温下的反应是很迟钝的,简言之,就是很难静坐下来动脑子做事。天气本身炎热,加之机房里又没有电扇、空调,故在上机仿真时,真是艰熬,坐下来才一会会,就全身湿透,但是炎炎烈日挡不住我们求知、探索的欲望。通过我们不懈的努力与切实追求,终于做完了课程设计。在这次课程设计过程中,我也遇到了很多问题。比如在三角波、方波转换成正弦波时,我就弄了很长时间,先是远离不清晰,这直接导致了我无法很顺利地连接电路,然后翻阅了大量书籍,查资料,终于在书中查到了有关章节,并参考,并设计出了三角波、方波转换成正弦波的电路图。但在设计数字频率计时就不是那么一帆风顺了。我同样是查阅资料,虽找到了原理框图,但电路图却始终设计不出来,最后实在没办法,只能用数字是中来代替。在此,我深表遗憾!这次课程设计让我学到了很多,不仅是巩固了先前学的模电、数电的理论知识,而且也培养了我的动手能力,更令我的创造性思维得到拓展。希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些!

方波三角波产生电路方案

方波-三角波产生电路的设计 1 技术指标 设计一个方波- 三角波产生电路,要求方波和三角波的重复频率为500Hz,方波脉冲幅度为6- 6.5V,三角波为1.5-2V,振幅基本稳定,振荡波形对称,无明显非线性失真。 2 设计方案及其比较 产生方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以直接产生三角波—方波。由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波。 2.1 方案一 非正弦波发生器的组成原理是电路中必须有开关特性的器件,可以是电压比较器,、集成模拟开关、TTL与非门等;具有反馈网络,它的作用是通过输出信号的反馈,改变开关器件的状态;具有延迟环节,常用RC电路充放电来实现;具有其他辅助部分,,如积分电路等。 矩形经过积分器就变成三角波形,即三角波形发生器是由方波发生器和反向积分器所组成的。但此时要求前后电路的时间常数配合好,不能让积分器饱和。 如图1所示为该电路设计图。 由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器,一般均包括比较器和RC积分器两大部分。如图所示为由迟滞比较器和集成运放组成的积分电路所构成的方波和三角波发生 器。构成迟滞比较器,用于输出方波;构成积分电路,用于把方波转变为三角波,即输出三角波。

图1 方案一电路设计图 U1构成迟滞比较器,同相端电位由和决定。利用叠加定理可得: 当时,U1输出为正,即 当时,U1输出为负,即 构成反相积分器,为负时,正向变化。为正时,负向变化。 当时,可得: 当上升使略高于0v时,U1的输出翻转到 同样,时,当下降使略低于0时,。 这样不断重复就可以得到方波和三角波,输出方波的幅值由稳压管决定,被限制在之间。 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:

方波_三角波波形发生器的设计说明

模拟电子技术课程设计报告 题目名称:方波-三角波波形发生器 姓名: 学号: 班级:

目录 摘要---------------------------------------------------------------------2 关键词------------------------------------------------------------------2 一设计任务与要求--------------------------------------------------2 1.1设计任务-----------------------------------------------------------------------------------2 1.2 设计要求----------------------------------------------------------------------------------2 二电路设计----------------------------------------------------------2 2.1 方案设计与论证-------------------------------------------------------------------------2 2.2 电路设计原理----------------------------------------------------------------------------3 2.2.1 电路原理框图-------------------------------------------------------------------------3 2.2.2 单元电路设计与计算说明----------------------------------------------------------3 2.3 原理图

正弦波-方波-三角波发生电路

一设计实验目的 (1)掌握电子系统的一般设计方法 (2)掌握模拟IC器件的应用 (3)会运用EDA工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计 (4)通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则 (5)掌握模拟电路的安装\测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决 调试中所发生的问题 (6)学会撰写课程设计报告 (7)培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风 (8)培养综合应用所学知识来指导实践的能力 (9)完成一个实际的电子产品;进一步提高分析问题、解决问题的能力 设计一个正弦波-方波-三角波发生电路 (1)正弦波-方波-三角波的频率在100HZ~20KHZ范围内连续可调; (2)正弦波-方波的输出信号幅值为6V。三角波输出信号幅值为0~2V连续可调 (3)正弦波失真度≦5%。 二实验中的仪器设备 三实验所用电路 调节方波脉冲宽度 调节正弦波失真程度 调节方波电压大小

调节反馈电路的放大倍数 四实验结果 1.正弦波-方波-三角波的频率在~范围内连续可调;对应的时,对应的电容大小为1uf;对应的时,对应的电容大小为 2.方波的输出幅值为6V;正弦波的一级输出幅值为,二级输出幅值为;三角波峰值在0~4V内连续可调 3.正弦波失真度 一讨论 1.实验中发生的问题 (1) 我们由一级电路得到的方波峰峰值达到24V左右,后通过分压电路得到 所需要的方波电压峰值为6V

(2) 正弦波也可以通过负反馈电路适当放大

2.建议或其它 555电路产生方波,通过RC电路得到三角波,也可以通过积分器得到三角波,三角波到正弦波的转化,可以通过RC电路,或者通过低通滤波器,另外频率的调节可以通过可调电容! 器件清单表: 数量 LM358芯片 1 电阻 R8=R9 22kΩ 2 R1 1kΩ 1 R2 62kΩ 1 R3 100Ω 1 R4=R5=R6=10k 3 可调电阻 A 20k 1 R10 100k 1 电容 C3=470nF 1 C4=C5=10nF 2 可调电容 A=B=20nF 2 直流电源 Vcc=6v 1 555电路板 1

模拟电路课程设计题目

电子技术(模拟电路部分)课程设计题目 一、课程设计要求 1、一个题目允许两个人选择,共同完成电子作品,但课程设计报告必须各自独立完成。 2、课程设计报告按给定的要求完成,要上交电子文档和打印文稿(A4)。 3、设计好的电子作品必须仿真,仿真通过后,经指导老师检查通过后再进行制作。 4、电子作品检查时间:2010年3月4日,检查通过作品需上交。 4、课程设计报告上交时间:2010年5月20日前。 二、课程设计题目 方向一、波形发生器设计 题目1:设计制作一个产生方波-三角波-正弦波函数转换器。 设计任务和要求 ①输出波形频率范围为0.02Hz~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设计电路所需的直流电源可用实验室电源。 题目2:设计制作一个产生正弦波-方波-三角波函数转换器。 设计任务和要求 ①输出波形频率范围为0.02Hz~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设计电路所需的直流电源可用实验室电源。 题目3:设计制作一个产生正弦波-方波-锯齿波函数转换器。 设计任务和要求 ①输出波形频率范围为0.02Hz~20kHz且连续可调; ②正弦波幅值为±2V,; ③方波幅值为2V; ④锯齿波峰-峰值为2V,占空比可调;

⑤设计电路所需的直流电源可用实验室电源。 题目4:设计制作一个方波/三角波/正弦波/锯齿波函数发生器。 设计任务和要求 ①输出波形频率范围为0.02Hz~20kHz且连续可调; ②正弦波幅值为±2V; ③方波幅值为2V,占空比可调; ④三角波峰-峰值为2V; ⑤锯齿波峰-峰值为2V; ⑥设计电路所需的直流电源可用实验室电源。 方向二、集成直流稳压电源设计 题目1:设计制作一串联型连续可调直流稳压正电源电路。 设计任务和要求 ①输出直流电压1.5∽10V可调; ②输出电流I O m=300mA;(有电流扩展功能) ③稳压系数Sr≤0.05; ④具有过流保护功能。 题目2:设计制作一串联型连续可调直流稳压负电源电路。 设计任务和要求 ①输出直流电压1.5∽10V可调; ②输出电流I O m=300mA;(有电流扩展功能) ③稳压系数Sr≤0.05; ④具有过流保护功能。 题目3:设计制作一串联型二路输出直流稳压正电源电路。 设计任务和要求 ①一路输出直流电压12V;另一路输出5-12V连续可调直流稳压电源; ②输出电流I O m=200mA; ③稳压系数Sr≤0.05;

方波-三角波波形发生器设计

电子技术课程设计 题目方波、三角波信号发生器 学院名称电气工程学院 指导教师 职称 班级自动化071班 学号 学生姓名 2009年01 月14日

目录 摘要---------------------------------------------------------------------------2 关键词------------------------------------------------------------------------2 一、设计任务与要求------------------------------------------------------2 1.1 设计任务------------------------------------------------------------------------------2 1.2 设计要求-----------------------------------------------------------------------------2 二、方案设计与论证------------------------------------------------------3 2.1 方案一--------------------------------------------------------------------------------3 2.2 方案二--------------------------------------------------------------------------------3 2.3 两种方案比较------------------------------------------------------------------------4 三、单元电路设计与参数计算------------------------------------------4 3.1 方波产生电路-----------------------------------------------------------------------4 3.2 三角波发生电路--------------------------------------------------------------------5 3.3 参数计算------------------------------------------------------------------------------5 四、仿真过程仿真结果----------------------------------------------------5 4.1仿真调试输出波形-------------------------------------------------------------------5 4.2 调试输出波形------------------------------------------------------------------------6 4.3 数据记录------------------------------------------------------------------------------6 五、总原理图及元件清单------------------------------------------------7 5.1 电路设计原理------------------------------------------------------------------------7 5.2 总原理图------------------------------------------------------------------------------7 5.3 PCB图-------------------------------------------------------------------------------7 5.4 元件清单------------------------------------------------------------------------------8 六、电路调试与分析------------------------------------------------------8 6.1 电路的装调--------------------------------------------------8 6.2 调试结论------------------------------------------------------------------------------8 6.3 误差分析------------------------------------------------------------------------------9 七、设计心得---------------------------------------------------------------9 八、参考文献---------------------------------------------------------------9

方波-三角波产生电路的设计.

方波-三角波产生电路的设计 1 技术指标 设计一个方波-三角波产生电路,要求方波和三角波的重复频率为500Hz ,方波脉冲幅度为6-6.5V ,三角波为1.5-2V ,振幅基本稳定,振荡波形对称,无明显非线性失真。 2 设计方案及其比较 产生方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以直接产生三角波—方波。由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波。 2.1 方案一 非正弦波发生器的组成原理是电路中必须有开关特性的器件,可以是电压比较器,、集成模拟开关、TTL 与非门等;具有反馈网络,它的作用是通过输出信号的反馈,改变开关器件的状态;具有延迟环节,常用RC 电路充放电来实现;具有其他辅助部分,,如积分电路等。 矩形经过积分器就变成三角波形,即三角波形发生器是由方波发生器和反向积分器所组成的。但此时要求前后电路的时间常数配合好,不能让积分器饱和。 如图1所示为该电路设计图。 由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器,一般均包括比较器和RC 积分器两大部分。如图所示为由迟滞比较器和集成运放组成的积分电路所构成的方波和三角波发生器。1U 构成迟滞比较器,用于输出方波;2U 构成积分电路,用于把方波转变为三角波,即输出三角波。

图1 方案一电路设计图 U1构成迟滞比较器,同相端电位p V 由1O V 和2O V 决定。利用叠加定理可得: 21211211211) ()(O V V O V P V R R R R R V R R R R V ?++++?++= 当0>P V 时,U1输出为正,即Z O V V +=1 当0

方波 三角波波形发生器的设计教学文案

方波三角波波形发生 器的设计

精品资料 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 题目方波三角波波形发生器的设计 学号 学生姓名 指导教师 2013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 指导教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0.02Hz~10k Hz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。 开始日期 2013.12.13 完成日期 2013.12.27 2013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.掌握方波—三角波产生电路的设计方法及工作原理; 2.掌握电子系统的一般设计方法; 3.掌握常用原件的识别和测试; 4.掌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0.02Hz~10k Hz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,框图如下图1所示:

三角波信号发生电路设计

课程设计报告 课程名称:模拟电子技术基础 设计题目:三角波信号发生电路设计 姓名: 学号: 系别: 专业班级: 开始日期: 完成日期 指导教师: 成绩评定等级(分数)

课程设计任务书 班级:姓名:学号:

目录 一、设计意义 (1) 1.1信号发生器的概述 (1) 1.2预计完成步骤 (1) 1.3制定的措施 (1) 二、设计方案比较 (1) 2.1三角波发生电路设计方案一 (1) 2.2三角波发生电路设计方案二 (3) 三、电路组成框图 (5) 四、电路原理图 (5) 五、组装及仿真指标测试 (7) 六、总结 (8) 七、参考文献 (9)

一、设计意义 1.1信号发生器的概述 信号发生器在电子技术应用领域里的用途非常广泛,在数字系统和自动控制系统也常常需要方波,三角波,的非正弦波信号发生器。目前我们实验室用的较多的波形发生器主要有两种:低频正弦波发生器和通用多波形发生器,前者只能产生正弦波,调节范围不大,但是信号稳定,失真度底,主要用在对波形有很高的要求的实验中;后者能产生正弦波、方波和三角波,也有的能产生三种以上波形。 本次课程设计是做一个能够产生三角波电路的设计。 由理论分析知,电压比较器可以产生方波,积分电路可以产生三角波。 1.2预计完成步骤 任务一 总体设计 任务二 方波-三角波产生电路设计 任务三 方波-三角波产生电路的安装 任务四 方波-三角波产生电路的仿真和调试 1.3制定的措施 使用National Instruments Multisim 编辑电路原理图。并且进行理论仿真。 在几个方案中选择具有可行性以及稳定性强的的电路原理图。 对选定的原理图进行安装调试。 二、设计方案比较 2.1三角波发生电路设计方案一 图1 三角波发生电路(一) 三角波电路波形可以通过积分电路实现,把方波电压作为积分运算电路的输入,在积分运算电路的输出就得到了三角波。 如图1所示电路输入方波电压,可见,输出为三角波。图中滞回比较器的输出电压 Z U U ±=01 ,他的输入电压时积分电路的输出电压0U ,根据叠加原理,集成运放1A 同相输 入端电位

模拟电子课程设计仿真

1、集成运放的应用电路 (1)参考电路图如下: (2)应用仿真库元件,3D元件分别进行仿真,熟悉示波器的使用2、电流/电压(I/V)转换器的制作与调试 (1)参考电路图如下:

(2)要求将0~10毫安电流信号转换成0~10伏电压信号。(3)分析电路的工作过程,完成制作与调试。 (4)填写下表,分析结果。 3、电压/电流(V/I)转换器的制作与调试(1)参考电路图如下: (2)要求将0~10伏电压信号转换成0~10毫安电流信号。(3)分析电路的工作过程,完成制作与调试。 (4)填写下表,分析结果。

4、电子抢答器制作 (1)参考电路图如下: (2)电路的工作原理: 本电路使用一块时基电路NE555,其高电平触发端6脚和低电平触发端2脚相连,构成施密特触发器,当加在2脚和6脚上的电压超2/3V CC时,3脚输出低电平,当加在2脚和6脚上的电压低于1/3V CC时,3脚输出高电平。按下开关SW,施密特触发器得电,因单向可控硅SCR1~SCR4的控制端无触发脉冲,SCR1~SCR4关断,2脚和6脚通过R1接地而变为低电平,所以3脚输出高电平,绿色发光二极管LED5发光,此时抢答器处于等待状态。 K1~K4为抢答键,假如K1最先被按下,则3脚的高电平通过K1作用于可控硅SCR1的控制端,SCR1导通。红色发光二极管LED1发光,+9V电源通过LED1和SCR1作用于NE555的2脚和6脚,施密特触发器翻转,3脚输出低电平,LED5熄灭。因3脚输出为低电平,所以此后按下K2~K4时,SCR2~SCR4不能获得触发脉冲,SCR2~SCR4维持关断状态,LED2~LED4不亮,LED1独亮说明按K1键者抢先成功,此后主持人将开关SW起落一次。复位可控硅,LED1熄灭,LED5亮,抢答器又处于等待状态。 220V市电经变压器降压,VD1~VD4整流,C滤波,为抢答器提供+9V直流电压。VD1~VD4选IN4001,C选用220μF/15V。R1和R2选1KΩ,LED1~LED4选红色发光二极管,LED5选绿色发光二极管。SW为拨动开关,K1~K4为轻触发开关,单向可控硅选2P4M,IC 为NE555。 (3)完成电路的制作与调试。 5、交替闪光器的制作与调试 (1)参考电路图如下:

方波、三角波、正弦波信号产生

课程设计报告 题 目 方波、三角波、正弦波信号 发生器设计 课 程 名 称 模拟电子技术课程设计 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气及其自动化(2)班 学 生 姓 名 李丽 学 号 1104102067 课程设计地点 C206 课程设计学时 1周 指 导 教 师 赵国树 金陵科技学院教务处制

目录 1、绪论 (4) 1.1相关背景知识 (4) 1.2课程设计条件................................................... . (4) 1.3课程设计目的.......... (4) 1.4课程设计的任务 (4) 1.5课程设计的技术指标 (5) 2、信号发生器的基本原理 (5) 2.1原理框图 (4) 2.2总体设计思路 (5) 3、各组成部分的工作原理 (5) 3.1 正弦波产生电路 (5) 3.1.1正弦波产生电路 (5) 3.1.2正弦波产生电路的工作原理 (6) 3.2 正弦波到方波转换电路 (8) 3.2.1正弦波到方波转换电路图 (6) 3.2.2正弦波到方波转换电路的工作原理 (8) 3.3 方波到三角波转换电路 (11) 3.3.1方波到三角波转换电路图 (11) 3.3.2方波到三角波转换电路的工作原理 (13) 4、电路仿真结果 (13) 4.1正弦波产生电路的仿真结果 (14) 4.2 正弦波到方波转换电路的仿真结果 (14) 4.3方波到三角波转换电路的仿真结果 (15) 5、设计结果分析与总结 (16)

1、绪论 1.1相关背景知识 信号发生器是一种能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途,可以用于生产测试、仪器维修和实验室,还广泛使用在其它科技领域,如医学、教育、化学、通讯、地球物理学、工业控制、军事和宇航等。它是一种不可缺少的通用信号源。 1.2课程设计条件 以本学期学习的电子技术基础(模拟部分)为知识背景,我们知道通过放大器、比较器等元器件可构成集成电路、反馈放大电路、运算放大电路等一系列组合放大电路。信号在我们的生活中是无处不在的,模拟信号是时间和幅度连续变化的信号。通过传感器我们可以将各种物理信号转换为电信号,再进过一系列信号的处理。如滤波、幅度放大等,我们可以获得自己需要的信号。 正弦波振荡电路。在通信、广播、医疗、电视系统中,都有广泛的应用。非正弦波产生电路。在一些电子系统中,如数学领域,方波、三角波的应用都是极其广泛的。 1.3课程设计目的 通过本次课程设计所要达到的目的是:提高学生在模拟集成电路应用方面的技能,树立严谨的科学作风,培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。学生通过电路设计初步掌握工程设计方法,逐步熟悉开展科学实践的程序和方法,为后续课程的学习和今后从事的实际工作打下必要的基础。 1.4课程设计的任务 ①设计一个方波、三角波、正弦波函数发生器; ②能同时输出一定频率一定幅度的三种波形:正弦波、方波、三角波; ③用±5V电源供电。 产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如: ①首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;②也可以首先产生三角波—方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波;③也可以通过单片集成函数发生器8038来实现… 先是对电路的分析,参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济。最方便。最优化的死亡合剂策略。然后运用仿真软件Multisim对电路进行仿真。观察效果并与要求的性能指标作对比。

方波三角波正弦波锯齿波发生器

方波三角波正弦波锯齿波 发生器 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.

电子工程设 计报告

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方波—三角波—正弦波函数信号发生器 摘要 波形函数信号发生器广泛地应用于各场所。函数信号发生器应用范围:通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外,还广泛用于其他非电测量领域,而我设计的正是多种波形发生器。设计了多种波形发生器,该发生器通过将滞回电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,三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。其优点是制作成本低,电路简单,使用方便,频率和幅值可调,具有实际的应用价值。 函数(波形)信号发生器。能产生某些特定的周期性时间函数波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号,频率范围可从几个微赫到几十兆赫函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途 而因此电子专业的学生,对函数信号发生器的设计,仿真,制作已成为最基本的一种技能,也是一个很好的锻炼机会,是一种综合能力的锻炼,它涉及基本的电路原理知识,仿真软件的使用,以及电路的搭建,既考验基础知识的掌握,又锻练动手能力。 关键词:振荡电路;电压比较器;积分电路;低通滤波电路 设计要求 1.设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器。 2.输出波形:方波、三角波、正弦波;锯齿波 3.频率范围:在-20KHz范围内且连续可调; 1.前言 在人们认识自然、改造自然的过程中,经常需要对各种各样的电子信号进行测量,因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求,灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形),然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中,它不是测量仪器,而是根据使用者的要求,作为激励源,

模拟电路课程设计..

模拟电子技术课程设计任务书 一、课程设计的任务 通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题,巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能,掌握常用模拟电路的一般设计方法,提高设计能力和实践动手能力,为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。 二、课程设计的基本要求 1、掌握电子电路分析和设计的基本方法。包括:根据设计任务和指标初选电路;调查研究和设计计算确定电路方案;选择元件、安装电路、调试改进;分析实验结果、写出设计总结报告。 2、培养一定的自学能力、独立分析问题的能力和解决问题的能力。包括:学会自己分析解决问题的方;对设计中遇到的问题,能通过独立思考、查询工具书和参考文献来寻找解决方案,掌握电路测试的一般规律;能通过观察、判断、实验、再判断的基本方法解决实验中出现的一般故障;能对实验结果独立地进行分析,进而做出恰当的评价。 3、掌握普通电子电路的生产流程及安装、布线、焊接等基本技能。 4、巩固常用电子仪器的正确使用方法,掌握常用电子器件的测试技能。 5、通过严格的科学训练和设计实践,逐步树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风,并逐步建立正确的生产观、经济观和全局观。

三、课程设计任务 课题4 逻辑信号电平测试器的设计 (一)设计目的 1、学习逻辑信号电平测试器的设计方法; 2、掌握其各单元电路的设计与测试方法; 3、进一步熟悉电子线路系统的装调技术。 (二)设计要求和技术指标 在检修数字集成电路组成的设备时,经常需要使用万用表和示波器对电路中的故障部位的高低电平进行测量,以便分析故障原因。使用这些仪器能较准确地测出被测点信号电平的高低和被测信号的周期,但使用者必须一面用眼睛看着万用表的表盘或者示波器的屏幕,一面寻找测试点,因此使用起来很不方便。 本课题所设计的仪器采用声音来表示被测信号的逻辑状态,高电平和低电平分别用不同声调的声音来表示,使用者无须分神去看万用表的表盘或示波器的荧光屏。 1、技术指标: (1)测量范围:低电平<1V,高电平>3V; (2)用1.5KH Z的音响表示被测信号为高电平; (3)用500H Z的音响表示被测信号为低电平;

集成运放构成的三角波方波发生器

集成运放构成的三角波方波发生器 一、实验目的 1.理解三角波方波发生器的设计思路,搭接出最简单的电路,获得固定频率、幅度的三角波、方波输出。 2.理解独立可调的设计思路,搭接出频率、占空比、三角波幅度、三角波直流偏移、方波幅度、方波直流偏移均独立可调的电路,调整范围不限。 3.理解分块调试的方法,进一步增强故障排查能力。 二、实验思路 利用集成运放构成的比较器和电容的充放电,可以实现集成运放的周期性翻转,进而在输出端产生一个方波。这个电路如图2.3.1所示,它的工作原理请参阅相关教科书。注意在这个电路中,给电容的充电是恒压充电,随着电容电压的升高,其充电电流越来越小,电容电压上升也越来越缓慢。理论分析可知,电容上电压的变化,是一个负指数曲线。因此,这个电路只能实现方波发生。但是,我们注意到,这个负指数曲线在工作过程中是不停地正向充电、反向放电,已经和三角波有些类似。如果能够使得电容上充电电流固定,则其电压的上升或者下降将是线性的,就可以在电容端获得一个三角波。 我们可以立即联想到这样一个事实:当积分器的输入是固定电压,则其输出是线性上升或者下降的。因此,将图2.3.1中的RC充电电路去掉,用一个积分器替代,并考虑到极性,再增加一级反相电路,就可以实现三角波的产生,如图2.3.2所示。 图2.3.2电路使用了3个集成运放。电路设计者认为,A3并不是必须的,因为它仅仅完成了1倍的反相放大,这个功能完全可以利用A1的输入端极性进行巧妙设计来实现。为了节省1个运放,设计者给出了新的电路,如图2.3.3所示,它仅使用2个运放。

图2.3.3所示电路的工作原理,请参阅相关教科书。图中稳压管DZ和电阻R3组成稳压电路,目的是克服运放输出的不对称。 本实验在实现上述基本电路的基础上,还提出了新的要求。有下列6个量:三角波和方波共有的频率、共有的占空比、三角波的幅度、方波的幅度、三角波的直流偏移、方波的直流偏移,其中每个量都由一个独立的电位器控制,当调节某个量时,其它5个量不能发生变化。这就是独立可调的要求。 本实验将给出一个独立可调的三角波方波发生器电路,要求学生在认真分析的基础上,用运放、电阻、电容、稳压管等元器件,自己实现搭接。然后在搭接好的电路上,观察、调节、记录,体会其中的设计思想。 三、实验原理 图2.3.4是可以满足设计要求的最终电路。其中A1、A2、A3及其附属电路,完成三角波、方波的发生,并且实现频率和占空比的可调。A4、A5及其附属电路,实现三角波和方波的幅度、直流偏移可调。 图2.3.4电路与图2.3.3电路有3点主要的区别。第一、用R13、RW2、DZ1、DZ2组成一个双向电阻值不同的电路,取代图2.3.3中的积分器电阻R,使得积分器工作过程中,正向充电和反向放电的时间常数不一致,三角波上升斜率和下降斜率大小不同,造成方波的占空比不同。需要注意的是,由于用一个电位器调节,无论在什么位置,积分器的正向时间常数和反向时间常数的和,是一个常数,就造成单纯调节RW2,只改变占空比而不会改变频率。第二、在稳压管输出和积分器之间,加入A3构成的反相放大器,可以通过RW1调节积分器输入电压大小,进而改变积分器输出电压变化斜率,造成波形发生的频率变化。这样,uo1产生方波,uo2产生三角波。这两个波形的频

模拟电子技术课程设计报告(正弦波、方波—三角波波形发生器)

1、概述 1.1、目的 课程设计的目的在于巩固和加强电子技术理论学习,促进其工程应用,着重于提高学生的电子技术实践技能,培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力,了解开展科学实践的程序和基本方法,并逐步形成严肃、认真、一丝不苟、实事求是的科学作风和一定的生产观、经济观和全局观。 1.2、课程设计的组成部分 (1)、RC正弦波振荡电路 For personal use only in study and research; not for commercial use (2)、方波—三角波产生电路 2、正弦波、方波—三角波设计的内容 (1)、RC正弦波振荡电路 设计一个RC正弦波振荡电路,其正弦波输出为: a.振荡频率: 1592 Hz b.振荡频率测量值与理论值的相对误差<+5% c.振幅基本稳定 d.振荡波形对称,无明显非线性失真 (2)、方波—三角波产生电路 设计一个用集成运算放大器构成的方波—三角波产生电路。

指标要求如下:方波 a.重复频率:4.35*103 Hz b.相对误差<+5% c.脉冲幅度 +(6--8)V 三角波 a.重复频率:4.35*103 Hz b.相对误差<+5% c.幅度:6—8V 3、总结 3.1、课程设计进行过程及步骤 1、正弦波 实验参考电路如图 (1)、根据已知条件和设计要求,计算和确定元件参数。并在实验电路板上搭接电路,检查无误后接通电源,进行调试。 (2)、调节反馈电阻R4,使电路起振且波形失真最小,并观察电阻

R4的变化对输出波形V o的影响。 (3)、测量和调节参数,改变振荡频率,直至满足设计要求为止。 测量频率的方法很多。如直接测量法(频率计,TDS系列数字示波器均可);测周期计算频率法,以及应用李沙育图形法等等。测量时要求观测并记录运放反相、同相端电压V N、V P和输出电压V o波形的幅值与相位关系,测出f0,算出A vf与F v。 (4)、参数的确定及元件的选取 A、确定R、C的值 根据设计所需求的振荡频率f o,由式子RC=1/(2πf o)先确定RC 之积。 B、选择集成运算放大器 振荡电路中使用的集成运算放大器除要求输入电阻高、输出电阻低外,最主要的是运算放大器的增益-宽带积应满足G?BW>3f o C、选择阻容元件 选择阻容元件时,应注意选择稳定性较好的电阻和电容,否则将影响频率的稳定性。此外,还应对RC串并联网络的元件进行选配,使电路中的电阻电容分别相等。 (5)、主要元、器件 集成运算放大器 1片 1/4W金属膜电阻 10kΩ、20kΩ若干 可调电阻 1kΩ一只 瓷片电容 2只 二极管 2只

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