方波产生和波形变换电路

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

电子技术课程设计报告_波形产生及变换

电子技术课程设计报告 ——波形产生及变换 姓名：Frege 专业班级：电气合1402 所属学院：电气工程与自动化学院 指导老师：王允建 2016 年 7 月 1 日

波形产生与变换电路的设计 摘要 波形发生器广泛地应用于各大院校和科研场所。随着科技的进步，社会的发展，单一的波形发生器已经不能满足人们的需求。本文利用555定时器构成多谐振荡器产生方波，然后分别通过积分、滤波电路输出三角波、正弦波、三倍频率正弦波。放大器件为LM324N四路放大器，以积分、傅立叶分解等为理论基础，通过运放构成的各种滤波电路对方波进行各种波形变换。它的制作成本不高，电路简单，使用方便，有效的节省了人力，物力资源，具有实际的应用价值。实验包括仿真与实际连线两步，仿真采用Multisim仿真软件，连线采用面包板。 关键词：555定时器；LM324N四路放大器；Multisim仿真；面包板接线

The design of the signal and conversion circuit Abstract Waveform generators are widely used in major universities and research establishments. With advances in technology, social development, a single waveform generator already cannot satisfy people's needs. In this paper constitutes a 555 timer multivibrator generating a square wave, then respectively through integral, filter circuit and output triangle wave, sine wave, triple frequency sine wave. Amplifying device is LM324N, based on the theory of integral, Fourier decomposition and so on, through the op-amp composition of various filter circuit wave for the various waveform transformation. Its production cost is not high, the circuit is simple, easy to use, effectively saving manpower, material resources, have practical value. Experiments include simulation and actual connection step, simulation using Multisim simulation software, connect using breadboard. Keywords:555 timer; LM324N four-way amplifier; Multisim simulation; breadboard connection

波形发生电路习题及习题解答

7-1 判断下面所述的正误 1. 串联型石英晶体振荡电路中，石英晶体相当于一个电感而起作用。 （ ） 2. 电感三点式振荡器的输出波形比电容三点式振荡器的输出波形好。 （ ） 3. 反馈式振荡器只要满足振幅条件就可以振荡。 （ ） 4. 串联型石英晶体振荡电路中，石英晶体相当于一个电感而起作用。 （ ） 5. 放大器必须同时满足相位平衡条件和振幅条件才能产生自激振荡。 （ ） 6. 正弦振荡器必须输入正弦信号。 （ ） 7. LC 振荡器是靠负反馈来稳定振幅的。 （ ） 8. 正弦波振荡器中如果没有选频网络，就不能引起自激振荡。 （ ） 9. 反馈式正弦波振荡器是正反馈一个重要应用。 （ ） 10. LC 正弦波振荡器的振荡频率由反馈网络决定。 （ ） 11. 振荡器与放大器的主要区别之一是：放大器的输出信号与输入信号频率相同， 而振荡器一般不需要输入信号。 （ ） 12. 若某电路满足相位条件（正反馈），则一定能产生正弦波振荡。 （ ） 13. 正弦波振荡器输出波形的振幅随着反馈系数F 的增加而减小。 （ ） 7-2 并联谐振回路和串联谐振回路在什么激励下（电压激励还是电流激励）才能产生负斜率 的相频特性？ 解：并联谐振回路在电流激励下，回路端电压V 的频率特性才会产生负斜率的相频特性，如图(a)所示。串联谐振回路在电压激励下，回路电流I 的频率特性才会产生负斜率的相频特性， 如图(b)所示。 7-3 电路如题7-3图所示，试求解：(1)R W 的下限值；(2)振荡频率的调节范围。 题7-3图 解：(1) 根据起振条件 ''2,2f W W R R R R k 故R w 的下限值为2k 。 (2) 振荡频率的最大值和最小值分别为 0max 11 1.62f kHz R C ， 0min 1211452()f Hz R R C 7-4 在题7-4图所示电路中，已知R 1=10k Ω，R 2=20k Ω，C = μF ，集成运放的最大输出电压

设计制作一个产生正弦波—方波—三角波函数转换器

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：46 指导教师： 设计时间： 01/05 设计制作一个产生正弦波－方波－锯齿波函数转换器 一、设计任务与要求 1、?输出波形频率范围为~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

设计要求产生三种不同的波形分别为正弦波、方波、三角波。正弦波可以通过RC 桥式正弦波振荡电路产生。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，只要调节三角波的占空比就可以得到锯齿波。各个芯片的电源可用直流电源提供。 方案一 1、直流电源部分 电路图如图1所示 图1 直流电源 2、波形产生部分 方案一： 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=f 0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，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 1、 直流电源部分同上 2、电路图如图2所示 正、反积分时间 常数可调的积分 电路 滞回比较器 LC 正弦波振荡 电路

图2 正弦波—方波—三角波函数转换电路 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，都是写常见的的集成块、电容、电位器等。在布局方面，简单，清晰！ 综合对比两种方案，我选择第二种方案。 三、单元电路设计与参数计算 1、直流电源 （1）、整流电路 设变压器副边电压U2=wt U sin 2 2, U 2 为其有效值。 则：输出电压的平均值

第八章 脉冲波形的产生和变换试题及答案

第八章脉冲波形的产生和变换 一、填空题 1.(10-1中)矩形脉冲的获取方法通常有两种：一种是________________；另一种是________________________。 2.（10-1易）占空比是_________与_______的比值。 3．（10-4中）555定时器的最后数码为555的是（,）产品，为7555的是（,）产品。 4．（10-3中）施密特触发器具有现象；单稳触发器只有个稳定状态。 5．（易，中）常见的脉冲产生电路有，常见的脉冲整形电路有、。 6．（中）为了实现高的频率稳定度，常采用振荡器；单稳态触发器受到外触发时进入。 7.（10-3易）在数字系统中，单稳态触发器一般用于______、 ______、______等。 8.（10-3中）施密特触发器除了可作矩形脉冲整形电路外，还可以作为________、_________。 9.（10-2易）多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态，故又称为________。 10.（10-2中）由门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式，但它们均具有如下共同特点: 首先，电路中含有________，如门电路、电压比较器、BJT 等。这些器件主要用来产生________；其次，具有________, 将输出电压器恰当的反馈给开关器件使之改变输出状态；另外，还有，利用RC电路的充、放电特性可实现_______，以获得所需要的振荡频率。在许多实用电路中，反馈网络兼有_____作用。 11.（10-3易）单稳态触发器的工作原理是：没有触发信号时，电路处于一种_______。外加触发信号，电路由_____翻转到_____。电容充电时，电路由______自动返回至______。 二、选择题 1．（10-2中）下面是脉冲整形电路的是（）。 A.多谐振荡器触发器 C.施密特触发器触发器 2．（10-2中）多谐振荡器可产生（）。

脉冲波形的产生与变换

脉冲波形的产生与变换 脉冲信号是数字电路中最常用的工作信号。脉冲信号的获得经常采用两种方法：一是利用振荡电路直接产生所需的矩形脉冲。这一类电路称为多谐振荡电路或多谐振荡器；二是利用整形电路,将已有的脉冲信号变换为所需要的矩形脉冲。这一类电路包括单稳态触发器和施密特触发器。这些脉冲单元电路可以由集成逻辑门构成,也可以用集成定时器构成。下面先来介绍由集成门构成的脉冲信号产生和整形电路。 9.1 多谐振荡器 自激多谐振荡器是在接通电源以后,不需外加输入信号,就能自动地产生矩形脉冲波。由于矩形波中除基波外,还含有丰富的高次谐波,所以习惯上又把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。多谐振荡器通常由门电路和基本的RC电路组成。多谐振荡器一旦振荡起来后,电路没有稳态,只有两个暂稳态,它们在作交替变化,输出矩形波脉冲信号,因此它又被称作无稳态电路。 9.1.1门电路组成的多谐振荡器 多谐振荡器常由TTL门电路和CMOS门电路组成。由于TTL门电路的速度比CMOS门电路的速度快, 故TTL门电路适用于构成频率较高的多谐振荡器,而CMOS门电路适用于构成频率较低的多谐振荡器。 (1)由TTL门电路组成的多谐振荡器 由TTL门电路组成的多谐振荡器有两种形式：一是由奇数个非门组成的简单环形多谐振荡器；二是由非门和RC延迟电路组成的改进环形多谐振荡器。 ①简单环形多谐振荡器

(a) (b) 图9－1 由非门构成的简单环形多谐振荡器把奇数个非门首尾相接成环状,就组成了简单环形多谐振荡器。图9－1（ａ）为由三个非门构成的多谐振荡器。若uo的某个随机状态为高电平,经过三级倒相后,uo跳转为低电平,考虑到传输门电路的平均延迟时间tpd,uo输出信号的周期为6tpd。图9－1（ｂ）为各点波形图。 简单环形多谐振荡器的振荡周期取决于tpd,此值较小且不可调,所以,产生的脉冲信号频率较高且无法控制,因而没有实用价值。改进方法是通过附加一个RC延迟电路,不仅可以降低振荡频率,并能通过参数 R、C控制振荡频率。 ② RC环形多谐振荡器 如图9－2所示,RC环形多谐振荡器由3个非门（G1、G2、G3）、两个电阻（R、RS）和一个电容C组成。电阻RS是非门G3的限流保护电阻,一般为100Ω左右；R、C为定时器件,R 的值要小于非门的关门电阻,一般在700Ω以下,否则,电路无常工作。此时,由于RC的值较大,从u2到u4的传输时间大大增加, 基本上由RC的参数决定,门延迟时间tpd可以忽略不计。 图9－2 RC环形多谐振荡器 ａ.工作原理 设电源刚接通时,电路输出端uo为高电平,由于此时电容器C尚未充电,其两端电压为零,则u2、u4为低电平。电路处于第1暂稳态。随着u3高电平通过电阻R对电容C充电,u4电

设计题目：如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换

内蒙古工业大学信息工程学院 课程学习报告 设计题目：如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换 课程名称：模拟电子技术 班级：通信10-1 班 姓名： 学号： 成绩： 指导教师：

设计题目：如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换 一、课题设计任务与要求 1、输出电压：0-1V之间 2、频率范围：20Hz-20kHz之间 3、信号频率：1KHz的正弦波、2KHz的方波和三角波 任务如下： 1KHz的正弦波 2KHz的正弦波 2KHz的方波 2KHz的三角波 二、总体电路设方案 (1)函数信号发生器设计思路 ①产生正弦波可以通过RC文氏电桥正弦波振荡电路，通过控制RC的值达到选频即控制频率大小的目的。 ②产生的方波经RC积分电路后输出，得到三角波，为调节幅值，则用电压跟随器隔离三角波输出端，再用电位器接在运放输出端调节电压输出幅值。 ③要先产生方波，就必须先用电压比较器和稳压管组成方波产生电路，为调节幅值，则用专用的电压跟随器隔离方波产生端，再用电位器接在运放输出端调节电压输出幅值。 (2)函数信号发生器原理 函数信号发生器是一种用来产生特定需要波形信号的装置，比较常见的有方波、三角波、正弦波和锯齿波发生器。本实验用来产生正弦波--方波--三角波信号。 正弦波发生器：采用RC桥式振荡电路实现输出为正弦波。

②正弦波转换成方波发生器:采用电压比较器与稳压管相结合，实现输出为方波。 ③方波转三角波发生电路：将RC积分电路与运放结合，实现方波转三角波。 （图一）正弦波发生电路图 （图二）正弦波转换成方波发生电路图

（图三）方波转换成三角波发生电路图错误！未指定书签。 三、电路设计与原理说明 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、稳幅电路等各部分。 RC文氏电桥的正弦波振荡电路中，RC为串、并联选频网络，接于运算放大器的输出与同相输入端之间，构成正反馈，以产生正弦自激振荡。其余部分是带 有负反馈的同相放大电路，R 1、R 2 、R p 构成负反馈网络，调节R p 课改变负反馈的 反馈系数，从而调节放大电路的电压增益，使其满足振荡的幅值条件。图中二极 管D 1、D 2 的作用是有利于正弦波的起振和稳定输出幅值，改善输出波形。当输出 电压V 0的幅值很小时，D 1 、D 2 开路，等效电阻R f 较大，A vf =V o /V p =（R 1 +R f ）/R1较 大，有利于起振；而当输出电压V 0的幅值较大时，二极管D 1 、D 2 导通，R f 减小， A vf 随之下降，v 幅值趋于稳定。 2、正弦波转方波发生电路的工作原理 在单限比较器中，输入电压在阀值电压附近的任何微小变化，都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。而滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，

第六章 波形发生与变换电路

第六章 波形发生与变换电路 〖本章主要内容〗 1、在模拟电子电路中测试信号和控制信号； 2、自激振荡的概念； 3、正弦波振荡电路所产生的自激振荡和负反馈放大电路中所产生的自激振荡的区别；正弦波振荡电路中选频网络的组成； 4、正弦波振荡的条件，正弦波振荡电路的组成； 5、矩形波发生电路原理及组成； 6、矩形波、三角波和锯齿波发生电路的原理及组成； 7、电压-电流转换电路、精密整流电路和电压-频率转换电路的组成和工作原理； 〖本章学时分配〗 本章分为3讲，每讲2学时。 第二十二讲 非正弦波发生器 一、主要内容 1、方波发生器 1）电路结构 方波发生器是由滞回比较器和RC 定时电路构成的，电路见教材P375图8.39(a)所示。 2） 工作原理及波形分析 电源刚接通时，设Uc=0，Uo=+Uz 21Z 2P ,R R U R U += 所以,电容C 充电，Uc 升高。 当N C U U =≥P U 时，Z o U U -=，所以 21Z 2P R R U R U +-=，电容C 放电，Uc 下降。 当N O U U =≤P U 时，Z O U U +=，返回初态。如此周而复始产生振荡。电路输出波 形见教材P375图8.39(b)所示。由于充电和放电时间常数相同，故输出Uo 的高低电平宽度相等，故为方波发生器。 3） 振荡周期 方波的周期Ｔ用过渡过程公式可以方便地求出 )21ln(212 3R R C R T + = 4）电路特点 改变R 3、C 及R 2/R 1的比值，可改变周期T 。 2、占空比可调的矩形波电路 1）电路结构 显然，为了改变输出方波的占空比，应改变电容器C 的充电和放电时间常数。占空比可调的矩形波电路见教材P374图8.38（a ）所示。 2）工作原理及波形分析 C 充电时，充电电流经电位器的上半部、二极管D 1、R 3； C 放电时，放电电流经R 3、二极管 D 2、电位器的下半部。 由于充、放电时间常数不同，这样就得到了矩形波电路。其输出波形见教材P374图8.38（b ）所示。 3）振荡周期

LM324的波形变换电路(DIY)

集成运放LM324的波形变换电路设计 一、设计目的 1、掌握LM324的应用 2、掌握三角波产生器、加法器、滤波器、比较器的设计 二、设计原理 1、原理：LM324内部包括有四个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。 2、LM324的特点： 1、内部频率补偿 2、直流电压增益高(约100dB) 3、单位增益频带宽(约1MHz) 4、电源电压范围宽：单电源(3—32V)、双电源(±1.5—±16V) 5、低功耗电流，适合于电池供电 6、低输入偏流、低输入失调电压和失调电流 7、共模输入电压范围宽，包括接地 8、差模输入电压范围宽，等于电源电压范围 9、输出电压摆幅大(0至VCC-1.5V) 3、LM324引脚图 4、LM324内部电路图

三、实验设备与器件 1、基本元件清单 LM324芯片、导线若干、铁丝、14脚插槽、二极管(IN4700A) 电阻： 680、1K 、2K 、3K 、10K 、47K 、20K 、30K 、100K 、1M 电位器 ：2K 、10K 、20K 、50K 电容：0.3uF 、0.001uF 、0.1uF 、10uF 电路板 1块 2、实验仪器 直流电源、双踪示波器、数字万用表、信号发生器。 四、设计要求 使用一片通用四运放芯片 LM324组成电路框图见图1(a)，实 现下述功能： 使用低频信号源产生)V (2sin 1.001t f u i π=，z f H 5000=的正弦波信号，加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图1(b)所示，ms T 5.01=，允许1T 有±5%的误差。

正弦波与方波的相互转换

正弦波与方波的相互转 换 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

物理与电子工程学院 课题设计报告 课题名称：正弦函数发生器设计 组别：20组 组长：2011级杨会 组员：2011级胡原彬 组员：2011级廖秋伟 2013年7月10日 目录

正弦函数发生器一．设计要求 1.用运算放大器产生一个1000HZ的正弦波信号。 2.将此正弦波转换为方波。 3.再将此方波转换为正弦波。 4.限用一片LM324和电阻、电容。 二．总体设计 总体设计大体上可分为四个模块： 1. 用振荡电路产生1000HZ的正弦波信号； 2. 用一个过零比较器把正弦波变为方波； 3. 用RC滤波电路从方波中滤出正弦波； 4. 检测波形用放大器还原振幅。

三．设计方案 ㈠用运算放大器产生1000HZ 的正弦信号 用RC 和一个运放组成文氏电桥振荡电路，调节RC 选频电路来产生1000HZ 的正弦 波。 ㈡ 将正弦波转换为方波 用一个运放接成过零比较器就可以把正弦波转换为方波。但会存在少许误差。 ㈢将方波转换为正弦波 用电阻和电容组成RC 滤波电路，选择合适的数据参数就能实现把方波变为正弦波。 ㈣还原波形 用一个同相放大器把波形的幅度放大还原。

四．设计步骤及参数的确定 ㈠用运算放大器产生1000HZ的正弦信号 用电阻、电容、二极管和一个运放组成文氏电桥振荡电路，电路图如下。 参数选择中最重要的是R6和C2的值选择，因为它们是选频电路。f=1/2ΠRC 。 f=1000HZ，所以可以确定RC的值。 ㈡正弦波转换为方波 用一个运放接成过零比较器如下图，通向端接信号输入，反向端接地。只要输入信号电压大于或小于零，信号就发生跳变，可以把正弦波转换为方波。 ㈢方波转换为正弦波 用电阻和电容接成RC滤波电路。在R2和C3过后的节点处波形是三角波，最后输出是正弦波。 ㈣还原波形 1.在RC滤波电路输出的正弦波，幅度变小了约9倍的样子，用一个同向放大器放大它的幅度。 2.因为同向放大器的放大倍数为：A=1+R12/R11 。所以确定R11=8k欧姆，R12=1k欧姆。

第六章波形产生与变换电路

第六章 波形的产生与变换电路 6.1基本要求 1.熟练掌握正弦波振荡器产生振荡的相位平衡条件和幅值平衡条件。 2.熟练掌握桥式、变压器反馈式、三点式振荡器的结构、相位条件的判别和振荡频率的计算。 3.熟悉桥式振荡器的幅值条件，了解其稳幅措施。 4.了解石英晶体振荡器的工作原理。 5.熟练掌握各种比较器的结构、工作原理及参数的计算。 6.熟悉集成运放组成的方波、三角波、锯齿波发生器的工作原理和输出波形。 6.2 解答示例及解题技巧 题6-3解：（a ）不能产生正弦振荡。 此电路欲构成RC 桥式振荡器，桥式振荡器是由基本放大器和正反馈网络(同时具有选频功能)构成的。此电路中的运放与10k 、20k 电阻是基本放大器部分，应为负反馈放大器；RC 串并联网络是正反馈网络部分，应引正反馈（f =f 0时）至运放的同相输入端。但本电路中的放大器却构成了正反馈，而RC 串并联网络却引入了负反馈。所以不能产生正弦振荡。若将运放的反相输入端与同相输入端互换，便可以使基本放大器的相移ΦA =0o ，RC 串并联网络的相移ΦF =0（f =f 0时），从而满足振荡的相位条件ΦA +ΦF =0o 。 （b ）不能产生正弦振荡。 此电路欲构成RC 移相式振荡器。它的移相网络作为反馈网络，同时具有选频功能。但此电路中放大器部分是共基极放大器，ΦA =0o ，移相网络的相移ΦF 在0o ～270o 之间变化，其中当ΦF =0o 时，对应频率趋近无穷大，这意味着当频率趋近无穷时，电路才能满足振荡的相位条件ΦA +ΦF =0o ，显然是不可能做到的，所以不能产生正弦振荡。须将移相网络的反馈连线由BJT 的发射极改至基极，构成共射放大器，这样可以使ΦA =180o ，而在有限的频率范围内又可以在某一频率上得到ΦF =180o ，使 ΦA +ΦF =360o ，满足振荡的相位条件。 （c ）可以产生正弦振荡。 此电路构成了RC 桥式振荡器。其中的差放是基本放大器，RC 串并联网络是正反馈网络部分，由于ΦA =0o ，ΦF =0（f =f 0时），可以使ΦA +ΦF =0o ，所以能产生正弦振荡。 （d ）不能产生正弦振荡。 此电路欲构成RC 移相式振荡器。但放大器部分的输入端接错了位置。应将2R 电阻与移相网络的连线断开，改接至移相网络的最后一级RC 之间。另将移相网络的电阻R 下端接地。这样才可以构成正确的振荡电路，在这个电路中，ΦA =180o ，ΦF =180o （某频率上），可以使ΦA +ΦF =360o ，满足振荡的相位条件。 题6-4 解：（1）此电路为RC 桥式振荡器，当电路振荡时，RC 串并联网络的反馈系数为 3 1 。

模电实验方波发生器

方波发生器 一、实验目的 （1）学习运算放大器在对信号处理、变换和产生等方面的应用，为综合应用奠定基础。 （2）学习用集成运算放大器组成波形发生器的工作原理。 二、实验原理 实际应用中通过电压比较可以产生方波，如图。负向输入端的电容充、放电时，其变化的电压与经过f R 反馈回来的电压进行比较，就得到了方波。二极管1D ，2D 与电阻p R ，3R 组成的电路用来控制电容的充、放电时间，从而控制方波的占空比。稳压二极管z V 的作用是限制和确定方波的幅度，因此要根据设计所要求的方波幅度来选择稳压二极管的稳定电压z V 。此外，方波幅度和宽度的对称性也与稳压二极管的对称性有关。为了得到对称的方波输出，通常应选用高精度的双向稳压二极管。2R 为稳压二极管的限流电阻，其阻值由所选的稳压二极管的稳定电流来决定。 设接通电源后输出电压z V v +=0，二极管1D 导通，2D 截止，0v 经p R 向C 充电，充电时间常数为C R p 。当电容两端电压c V 略大于同相输入端电压f V 时，输出电压0v 跳变为z V -，二极管1D 截止，2D 导通，电容经3R 向输出端放电，放电时间常数为C R 3。当c V 略小于f V 时，输出电压0v 又跳变为z V +。如此周而复始进行，随着电容的充电放电，输出电压0v 不断翻转，形成矩形波。 输出脉冲高电平z V v +=0的时间为 )21ln(11f p R R C R T + =

输出低电平z V v -=0的时间为 )21ln(132f R R C R T += 振荡频率为 ()???? ??++=+==f p R R C R R T T T f 132121ln 111 占空比为 3 1R R R T T D p p +== 可见，调节电位器p R ，改变电阻3R 的大小，即可调节输出脉冲的宽度。但由于受运算放大器上升速率的限制，不能得到太窄的矩形波。 三、实验内容及步骤 （1）仿真分析： 在Multisim 13电路窗口创建如图电路。单击仿真开关，进行仿真分析，此时示波器XSC1通道A 显示的曲线表示电容充、放电时负向输入端的波形情况；通道2显示的波形为方波。 （2）实验室操作： 1.按图连接好电路，检查无误后，接通V 12±直流电源。 2.用示波器观察0v ，c v 处的波形，记录波形并比较它们之间的相位关系。 3.用示波器测量0v ，c v 处波形的幅值和频率。 4.调节可变电阻p R ，用示波器观察输出电压0v 的变化情况。 5.当21T T =，（即占空比%50=D ）时，测量电阻f R 的大小，将理论值和实测值进行比较。 四、实验器材

方波产生和波形变换电路

XXXXXXXX学院 课程设计说明书 课程名称：电力电子技术 设计题目：方波产生和波形变换电路 班级：XXXXXXXXXXXXXXX 姓名：XXXX 学号：XXXXXXXXXXX 指导老师：XXXX 设计时间：XXXXXXXXXXXXX

摘要 波形发生器广泛地应用于各大院校和科研场所。随着科技的进步，社会的发展，单一的波形发生器已经不能满足人们的需求，而我们设计的正是多种波形发生器。本设计将介绍由集成运算放大器组成的方波-----三角波----正弦波函数发生器的设计方法，了解多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点，进一步掌握波形参数的测试方法。制作这种低函数信号发生器成本较低，适合学生学习电子技术测量使用。制作时只需要个别的外部元件就能产生从1—10HZ，10—100HZ的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。其中比较器与积分电路和反馈网络（含有电容元器件）组成振荡器，其中比较器产生的方波通过积分电路变换成了三角波，电容的充，放电时间决定了三角波的频率。最后利用差分放大器传输特性曲线的非线性特点将三角波转换成正弦波。 电压比较器实现方波的输出，又连接积分器得到三角波，并通过三角波-正弦波转换电路看到正弦波，得到想要的信号。 NI Multisim 软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能过快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。本设计就是利用Multisim软件进行电路图的绘制并进行仿真。 关键字：波形、比较器、积分器、Multisim

Abstract Waveform generator is widely used in universities and scientific research. With the progress of science and technology, the development of the society, a single waveform generator has can't satisfy people's needs, and our design is a variety of waveform generator. This design introduces the integrated operational amplifier composed of square wave -- -- -- -- -- the design method of the triangle wave, sine wave function generator, understand the multi-function integrated circuit functions and characteristics of function signal generator, further grasp the waveform parameter test methods. To make this kind of function signal generator with low cost, suitable for students learning electronic technology measure. Need only when making individual external components can produce from 1-10 hz, 10-100 hz low distortion of sine wave, triangular wave and square wave pulse signal. The output waveform frequency and duty ratio can also be controlled by current or resistance. The comparator and integral circuit and the feedback network (containing the capacitance component) oscillator, the comparator of square wave by integrating circuit transformation becomes a triangle wave, capacitance charging, discharge time determines the frequency of the triangular wave. Finally using the nonlinear characteristics of the differential amplifier transmission characteristic curve of converting triangular wave into sine wave. Voltage comparator for the square wave output, and connect the integrator by triangle wave, and see the sine wave by triangle wave, sine wave conversion circuit, achieve the desired signal. NI Multisim software combines intuitive capture and functional simulation, can quickly, easily and effectively carried out on the circuit design and verification. This design is to use Multisim software to draw and carry on the simulation of circuit diagram. Key words: waveform, comparator, integrator, Multisim

正弦波与方波的相互转换

物理与电子工程学院 课题设计报告 课题名称：正弦函数发生器设计 组别：20组 组长：2011级杨会 组员：2011级胡原彬 组员：2011级廖秋伟 2013年7月10日

目录 一．设计要求 (3) 二．总体设计 (3) 三．设计方案 (3) ㈠用运算放大器产生1000HZ的正弦信号 (3) ㈡将正弦波转换为方波 (3) ㈢将方波转换为正弦波 (4) ㈣还原波形 (4) 四．设计步骤及参数的确定 (4) ㈠用运算放大器产生1000HZ的正弦信号 (4) ㈡正弦波转换为方波 (4) ㈢方波转换为正弦波 (5) ㈣还原波形 (5) ㈤整体电路原理图 (6) 五．实验仿真结果 (6) ㈠正弦波产生且换为方波再换为正弦波的波形 (6) ㈡用放大器放大振幅还原后的波形 (7) 六．电路板的制作 (7) ㈠画图 (7) ㈡元器件清单 (8) ㈢实物焊接 (8) 七．电路的调试 (8) ㈠电路连接 (8) ㈡波形测量 (8) ㈢数据的记录 (8) 八．总结 (9) ㈠设计过程中遇到的问题 (9) ㈡心得体会 (10)

正弦函数发生器 一．设计要求 1. 用运算放大器产生一个1000HZ 的正弦波信号。 2. 将此正弦波转换为方波。 3. 再将此方波转换为正弦波。 4. 限用一片LM324和电阻、电容。 二．总体设计 总体设计大体上可分为四个模块： 1. 用振荡电路产生1000HZ 的正弦波信号； 2. 用一个过零比较器把正弦波变为方波； 3. 用RC 滤波电路从方波中滤出正弦波； 4. 检测波形用放大器还原振幅。 三．设计方案 ㈠用运算放大器产生1000HZ 的正弦信号 用RC 和一个运放组成文氏电桥振荡电路，调节RC 选频电路来产生1000HZ 的正弦波。 ㈡ 将正弦波转换为方波 用一个运放接成过零比较器就可以把正弦波转换为方波。但会存在少许误差。

第7章波形发生电路习题及习题解答

7-1判断下面所述的正误 1. 串联型石英晶体振荡电路中，石英晶体相当于一个电感而起作用。（） 2. 电感三点式振荡器的输出波形比电容三点式振荡器的输出波形好。（） 3. 反馈式振荡器只要满足振幅条件就可以振荡。 （） 4. 串联型石英晶体振荡电路中，石英晶体相当于一个电感而起作用。（） 5. 放大器必须同时满足相位平衡条件和振幅条件才能产生自激振荡。（） 6. 正弦振荡器必须输入正弦信号。 （） 7. LC振荡器是靠负反馈来稳定振幅的。（） 8. 正弦波振荡器中如果没有选频网络，就不能引起自激振荡。（） 9. 反馈式正弦波振荡器是正反馈一个重要应用。 （） — 10. LC正弦波振荡器的振荡频率由反馈网络决定。 （） 11. 振荡器与放大器的主要区别之一是：放大器的输出信号与输入信号频率相同， 而振荡器一般不需要输入信号。 （） 12. 若某电路满足相位条件（正反馈），则一定能产生正弦波振荡。（） 13. 正弦波振荡器输出波形的振幅随着反馈系数F的增加而减小。（）7-2并联谐振回路和串联谐振回路在什么激励下（电压激励还是电流激励）才能产生负斜率的相频特性 解：并联谐振回路在电流激励下，回路端电压V 的频率特性才会产生负斜率的相频特性，如图(a)所示。串联谐振回路在电压激励下，回路电流I 的频率特性才会产生负斜率的相频特性，如图(b)所示。 7-3电路如题7-3图所示，试求解：(1)R W的下限值；(2)振荡频率的调节范围。 ^ 题7-3图 解：(1) 根据起振条件

''2,2f W W R R R R k +>>Ω 故R w 的下限值为2k Ω。 (2) 振荡频率的最大值和最小值分别为 0max 11 1.62f kHz R C π= ≈， 0min 1211452()f Hz R R C π=≈+ 7-4 在题7-4图所示电路中，已知R 1=10k Ω，R 2=20k Ω，C = μF ，集成运放的最大输出电压幅 值为±12V ，二极管的动态电阻可忽略不计。(1)求出电路的振荡周期；(2)画出u O 和u C 的波形。 题7-6图 解7-6图 解：(1)振荡周期： 12()ln 3 3.3ms T R R C ≈+≈ (2)脉冲宽度：11ln 3 1.1T R C mS ≈≈ ) ∴u O 和u C 的波形如解7-6图所示。 7-5 试判断如图所示各RC 振荡电路中，哪些可能振荡，哪些不能振荡，并改正错误。图中， C B 、C C 、C E 、C S 对交流呈短路。

波形产生电路实验报告

波形产生电路实验报告 一、实验目的 1. 通过实验掌握由集成运放构成的正弦波振荡电路的原理与设计方法； 2. 通过实验掌握由集成运放构成的方波（矩形波）和三角波（锯齿波）振荡电路的原理与设计方法。 二、实验内容 1. 正弦振荡电路 实验电路图如下图所示，电源电压为。 U1A LF347N 3 2 11 4 1 R116kΩ R2 16kΩR310kΩR410kΩC10.01μF C20.01μF R847kΩKey=A 37.9 %D2D1 212V VDD -12V VCC VDD 5 3 4 1 （1）缓慢调节电位器，观察电路输出波形的变化，解释所观察到的现象。 （2）仔细调节电位器 ，使电路输出较好的正弦波形，测出振荡频率和幅度以及相 对 应的之值，分析电路的振荡条件。 （3）将两个二极管断开，观察输出波形有什么变化。 2. 多谐振荡电路 （1）按图 2 安装实验电路（电源电压为±12V ）。观测、 波形的幅度、周期（频 率）以及的上升时间和下降时间等参数。 （2）对电路略加修改，使之变成矩形波和锯齿波振荡电路，即 为矩形波， 为 锯齿波。要求锯齿波的逆程（电压下降段）时间大约是正程（电压上升段）时间的 20％ 左右。观测 、 的波形，记录它们的幅度、周期（频率）等参数。 3. 设计电路测量滞回比较器的电压传输特性。

三、预习计算与仿真 1. 预习计算 （1）正弦振荡电路 由正反馈的反馈系数为： f 1 12 0o 013V Z F Z Z V j ωωωω? ? ? = = = +??+- ? ?? 由此可得RC 串并联选频网络的幅频特性与相频特性分别为 2 00231? ??? ??-+= ωωωωF 0F arctan 3 ωωωω φ-=- 易知当RC 1 0==ωω时，?f V 和?o V 同相，满足自激振荡的相位条件。 若此时f 3v A >，则可以满足f 1v A F >，电路起振，振荡频率为 000 111 994.7Hz 1.005ms 2216k 10nF f T RC f ππ= ====?Ω?，。 若要满足自激振荡，需要满足f v A F 在起振前略大于1，而max 1 3 F =，令f 3v A =，即满足条件的R w 应略大于10kΩ。 （2）多谐振荡电路 对 电 路 的 滞 回 部 分 ， 输出电压 ，当时，可 以得到。

方波信号波形合成电路

摘要 课题任务是对一个特定频率的方波进行变换产生多个不同频率的弦信号，再将这些正弦信号合成为近似方波。首先设计制作一个特定频率的方波发生器，并在这个方波上进行必要的信号转换，分别产生10KHz、30KHz 和50KHz 的正弦波，然后对这三个正弦波进行频率合成，合成后的目标信号为10KHz近似方波。 本课题的理论基础是傅里叶级数。法国数学家傅里叶发现，任何周期函数都可以用正弦函数和余弦函数构成的无穷级数来表示（选择正弦函数与余弦函数作为基函数是因为它们是正交的），后世称为傅里叶级数一种特殊的三角级数。假设{a0, a1, a2, a3, ..., an, ...}和{b1, b2, b3, ..., bn, ...}是一组无穷的常数。这些常数被称为傅里叶系数。x是一个变量。普通的傅里叶级数可以表示为： F(x) = a0/2 + a1 cos x + b1 sin x + a2 cos 2x + b2 sin 2x + ...+ an cos nx + bn sin nx + ... 一些波形比较简单，比如单纯的正弦波，但是这些只是理论上的。在实际生活中，大多数波形都包含谐波频率（最小频率或基波频率的倍数）的能量。谐波频率能量相较于基波频率能量的比例是依赖于波形的。傅里叶级数将这种波形数学的定义为相对于时间的位移函数（通常为振幅、频率或相位）。[1] 随着傅里叶级数中计算的项的增加，级数会越来越近似于定义复杂信号波形的精确函数。计算机能够计算出傅里叶级数的成百上千甚至数百万个项。 本课题就是基于此原理，取基波、三次谐波及五次谐波进行合成。当然谐波之间要满足一定相位及幅值比例关系，所以用同一振荡器产生信号，再进行分频及移相等处理。 关键词：方波振荡器；傅里叶级数；分频；滤波；移相电路