波形产生电路

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波形产生电路

第八章波形产生电路(6学时)

主要内容:

8.1 正弦波振荡电路的振荡条件

8.2 RC正弦波振荡电路

8.3 LC正弦波振荡电路

基本要求:

8.1 掌握正弦波振荡的相位平衡条件、幅度平衡条件

8.2 掌握RC正弦波振荡电路的工作原理、起振条件、稳幅原理及振荡频率的计

8.3 掌握LC正弦波振荡电路的工作原理、起振条件、稳幅原理及振荡频率的计

教学要点:

介绍正弦波振荡电路的振荡条件,重点介绍RC、LC正弦波振荡电路

讲义摘要:

8.1正弦波振荡电路的振荡条件

引言

正弦波发生电路能产生正弦波输出,它是在放大电路的基础上加上正反馈而形成的,它是各类波形发生器和信号源的核心电路。正弦波发生电路也称为正弦波振荡电路或正弦波振荡器。

一、正弦波产生条件

1. 正弦波振荡电路

为了产生正弦波,必须在放大电路里加入正反馈,因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。但是,这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波,这是由于很难控制正反馈的量。

如果正反馈量大,则增幅,输出幅度越来越大,最后由三极管的非线性限幅,这必然产生非线性失真。反之,如果正反馈量不足,则减幅,可能停振,为此振荡电路要有一个稳幅电路。

为了获得单一频率的正弦波输出,应该有选频网络,选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。

因此,正弦波振荡电路由放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路组成。

2. 振荡平衡条件

产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似。只不过负反

馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端,产生了足够的附加相移,从而使负反馈变成了正反馈。在振荡电路中加的就是正反馈,振荡建立后只是一种频率的信号,无所谓附加相移。

(a) 负反馈放大电路 (b) 正反馈振荡电路 图8.1.1负反馈放大电路和正反馈振荡电路框图比较

正反馈一般表达式: 振荡条件为: 包括振幅平衡条件: ,相位平衡条件:? AF = ?A +? F = ±2n π

3. 起振条件和稳幅原理

振荡器在刚刚起振时,为了克服电路中的损耗,需要正反馈强一些,即要求

。既然

,起振后就要产生增幅振荡,需要靠三极管大信号运用时的非线性特性去限制幅度的增加,这样电路必然产生失真。这就要靠选频网络的作用,选出失真波形的基波分量作为输出信号,以获得正弦波输出。

也可以在反馈网络中加入非线性稳幅环节,用以调节放大电路的增益,从而达到稳幅的目的。这在下面具体的振荡电路中加以介绍。 二、RC 正弦波振荡电路 1. RC 网络的频率响应 1) RC 串并联网络的电路

如图8.2.1 所示。RC 串联臂的阻抗用Z 1表示,RC 并联臂的阻抗用Z 2表示。 其频率响应如下:

图8.2.1 RC 串并联网络

比较图上两图可以明显地看出负反馈放大电路和正反馈振荡电路的区别。正反馈一般表达式的分母项变成负号,而且振荡电路的输入信号 ,所以

0i =X f i 'X X =1=F A

F

A A

A

-=1f

1=F A

1||>F A 1||>F A )

j /1(111C R Z ω+=2

22

222j 1 )j /1//(C R R C R Z ωω+=

=

2)频率特性 (1) 幅频特性表达式:

(2)相频特性表达式:

频率特性曲线如图图8.2.2

(a) 幅频特性曲线

(b) 相频特性曲线

图8.2.2 频率特性曲线

振荡频率为 时 ,幅频值最大为1/3,相位?F=0?

因此该网络有选频特性。 2. RC 文氏桥振荡器

(1) RC 文氏桥振荡电路的构成

RC 文氏桥振荡电路如图8.2.3所示,RC 串并联网络是正反馈网络,另外还增加了R 3和R 4负反馈网络。C 1、R 1和C 2、R 2正反馈支路与R 3、R 4负反馈支路 正好构成一个桥路,称为文氏桥。 如下图8.2.3 文氏桥式振荡电路

=F

2

00221

22121221)(

31

)1

()1(1

ω

ωωωωω-+=

-+++

C R C R C C R R

3arct g 11

arct g

00

1

22

11

221F ωωωωωφ--

=+

+

-

-=C C R R C R C R 当 当f=f 0 时的反馈系数

=F

3

1

,且与频率f 0的大小无关。此时的相角?F =0?。即

改变频率不会影响反馈系数和相角,在调节谐振频率的过程中,不会停振,也不会

使输出幅度改变。

RC

f f π21

0==

图8.2.3

图8.2.3

可导出:

图8.2.3 文氏桥式振荡电路

为满足振荡的幅度条件 | |=1,所以A f ≥3。加入R 3、R 4支路,构成串联电压负反馈。

(2) RC 文氏桥振荡电路的稳幅过程

RC 文氏桥振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻R4实现的。R4是正温度系数热敏电阻,当输出电压升高,R4上所加的电压升高,即温度升高,R4的阻值增加,负反馈增强,输出幅度下降。反之输出幅度增加。若热敏电阻是负温度系数,应放置在R3的位置。

采用反并联二极管的稳幅电路如图8.2.4所示:二极管工作在A 、B 点,电路的增益较大,引起增幅过程。当输出幅度大到一定程度,增益下降,最后达到稳定幅度的目的。

图8.2.4 反并联二极管的稳幅电路

三、LC 正弦波振荡电路

LC 正弦波振荡电路的构成与RC 正弦波振荡电路相似,包括有放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路。这里的选频网络是由LC 并联谐振电路构成,正反馈网络因不同类型的LC 正弦波振荡电路而有所不同。 1.LC 并联谐振电路的频率响应

LC 并联谐振电路如图8.3.1所示。显然输出电压是频率的函数:

输入信号频率过高,电容的旁路作用加强,输出减小;反之频率太低,电感将短路输出。并联谐振曲线如图8.3.2所示。

F A 314

3

f ≥+=R R A )]([)(i

o

ωωV f V

=

图8.3.1LC 并联谐振电路 图8.3.2并联谐振曲线

2.变压器反馈LC 振荡器

变压器反馈LC 振荡电路如图8.3.3所示。LC 并联谐振电路作为三极管的负载,反馈线圈L2与电感线圈L相耦合,将反馈信号送入三极管的输入回路。交换反馈线圈的两个线头,可使反馈极性发生变化。调整反馈线圈的匝数可以改变反馈信号的强度,以使正反馈的幅度条件得以满足。

图8.3.3 变压器反馈LC 振荡电路 图8.3.4同名端的极性

有关同名端的极性请参阅图8.3.4,变压器反馈LC 振荡电路的振荡频率与并联LC 谐振电路相同,为 2.电感三点式LC 振荡器

图8.3.5 为电感三点式LC 振荡电路。电感线圈L 1和L 2是一个线圈,2点是中间抽头。如果设某个瞬间集电极电流减小,线圈上的瞬时极性如图所示。反馈到发射极的极性对地为正,图中三极管是共基极接法,所以使发射结的净输入减小,集电极电流减小,符合正反馈的相位条件。图8.3.6

为另一种电感三点式

LC 振荡电路。

LC

f π21

图8.3.5 电感三点式LC振荡电路图8.3.6 电感三点式LC振荡电路分析三点式LC振荡电路常用如下方法,将谐振回路的阻抗折算到三极管的各个电极之间,有Zbe、Zce、Zcb ,如图8.3.7所示。对于图8.3.5 Zbe是L2、Zce 是L1、Zcb是C。可以证明若满足相位平衡条件,Zbe和Zce必须同性质,即同为电容或同为电感,且与Zcb性质相反。

图8.3.7 谐振回路的阻抗折算

3.电容三点式LC振荡电路

与电感三点式LC振荡电路类似的有电容三点式LC振荡电路,见图8.3.8。

图8.3.8 电容三点式LC振荡电路

4.石英晶体LC振荡电路

利用石英晶体的高品质因数的特点,构成LC振荡电路,如图8.3.9所示

(a)(b)

图8.3.9石英晶体LC振荡电路

对于图11.14(b)的电路,满足正反馈的条件,为此,石英晶体必须呈电感性才能形成LC并联谐振回路,产生振荡。由于石英晶体的Q值很高,可达到几千

以上,所示电路可以获得很高的振荡频率稳定性。 8.4非正弦波发生电路 一、比较器

比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。常用的幅度比较电路有电压幅度比较器、窗口比较器和具有滞回特性的比较器。这些比较器的阈值是固定的,有的只有一个阈值,有的具有两个阈值。 1. 固定幅度比较器

1) 过零比较器和电压幅度比较器

过零电压比较器是典型的幅度比较电路,它的电路图和传输特性曲线如图8.4.1所示

图8.4.1 过零比较器传输特性曲线

将过零电压比较器的一个输入端从接地改接到一个电压值V REF 上 , 就得到电压幅度比较器,它的电路图和传输特性曲线如图8.4.2所示:

图8.4.2 电压幅度比较器电路图和传输特性曲线

2) 比较器的基本特点

(1) 工作在开环或正反馈状态。

(2) 开关特性,因开环增益很大,比较器的输出只有高电平和低电平两个稳定状态。

(3) 非线性,因大幅度工作,输出和输入不成线性关系。 2. 滞回比较器

从输出引一个电阻分压支路到同相输入端,电路如图8.4.3所示。当输入电

T

I V v ≤+

=om O V v T

V

压v I 从零逐渐增大,且 时, , 称为上限触发电平。

当输入电压 时, ,此时触发电平变为 , 称为下限阈值(触发)电平。

图8.4.3 滞回比较器

3. 窗口比较器

窗口比较器的电路如图8.4.4所示。电路由两个幅度比较器和一些二极管与电阻构成。设R 1 =R 2,则有:

图8.4.4 窗口比较器

窗口比较器的电压传输特性如下图8.4.5所示.

当v I>V H 时,v O1为高电平,D3导通;v O2为低电平, D4截止,v O= v O1。 当v Iv I> V L 时,v O1为低电平,v O2为低电平,D3、D4截止,v O 为低电平。

+

+++=

om

2

1221REF 1T V R R R R R V R V T I V v

≥-

=om O V

v T 'V T 'V -

+++=

om

2

1221REF 1T 'V R R R R R V R V D

L H D CC 212D CC L 2=)2(2

1)2(=V V V V V R R R V V V +-=+-

图8.4.5 窗口比较器的电压传输特性

4. 比较器的应用

比较器主要用来对输入波形进行整形,可以将不规则的输入波形整形为方波输出,其原理图如图8.4.6所示:

(a) 正弦波变换为矩形波(b) 有干扰正弦波变换为方波

图8.4.6比较器原理图

二、非正弦波发生电路

1.方波发生电路

方波发生电路是由滞回比较电路和RC定时电路构成的,电路如图8.4.7所示。

图8.4.7 方波发生电路

电源刚接通时, 设 电容C 充电, 升高。参阅图8.4.8:

图8.4.8方波发生电路 输出波形

当 时, ,

所以 电容C 放电, 下降。

当 , 时,返回初态。方波周期T用过渡过程公式可以方便 地求出

2.三角波发生电路

三角波发生器的电路如图8.4.9所示。它是由滞回比较器和积分器闭环组合而成的。

图8.4.9三角波发生器电路

2

1Z 2P Z O C ,,0R R V R V V v v +=

+==所以C v P N C V V v ≥=Z O V v -=2

1Z

2P R R V R V +-

=C

v P N C V V v ≤=Z O V v +=)21ln(21

2

f R R C R T +

=

(1)当v O1=+V Z 时,则电容C 充电, 同时v O 按线性逐渐下降,当使A1的V P 略低于V N 时,v O1 从+V Z 跳变为-V Z 。波形图参阅图8.4.10

图8.4.10三角波发生器电路输出波形

(2)在v O1=-V Z 后,电容C 开始放电,v O 按线性上升,当使A1的V P 略大于零时,v O1从-V Z 跳变为+ V Z ,如此周而复始,产生振 荡。v O 的上升时间和下降时间相等,斜率绝对值也相等,故v O 为三角波。 (3)输出峰值

(4)振荡周期:

3 . 锯齿波发生电路

锯齿波发生器的电路如图8.4.11所示。显然,为了获得锯齿波,应改变积分器的充放电时间常数。图中的二极管D 和R '将使充电时间常数减为(R ∥R')C ,而放电时间常数仍为

RC 。锯齿波电路的输出波形图如图8.4.12所示。

图8.4.11锯齿波电路

Z 2

1

m o V R R V =

Z 2

1

m o V R R V -

=m o 2

/0

4

Z

21V dt R V C

T =?

2

14Z m

o 444R C

R R V V C

R T ==

锯齿波周期可以根据时间常数和锯齿波的幅值求得。锯齿波的幅值为:v o1m =|V z|= v om R 2/R 1 v om = |V z| R 1/R 2于是有

图8.4.12锯齿波电路输出波形

本章小结

●正弦波振荡电路是正反馈电路,产生振荡的平衡条件是: ,包括幅度平衡条件: ,相位平衡条件:? AF = ?A +? F = ±2n π (n=0,1,2,。。。) ●正弦波振荡电路在满足相位平衡条件的频率下,起振的幅度条件是: 振荡发生后尚须稳幅环节。

●RC 与LC 分别是低频、高频振荡的两种正弦波发生电路,均由放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节四部分组成,但前者由RC 串并联网络(文氏桥式),后者由LC 并联回路组成选频网络。 ●RC 正弦波振荡电路的振荡频率: ,RC 正弦波振荡电路的

振荡频率:

RC R R T V R R T RC V 2

1

2z 2

12z 22==C R R R R T )'//(22

1

1=

1=

F A 1=F A

1||>F A

RC f f π21

0==LC

f π

21

0=

波形发生电路

题目1:波形发生电路(P440~442) 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和三角波波形发生器。 基本指标:输出频率分别为:102H Z、103H Z;输出电压峰峰值V PP≥20V 整体电路设计 (1)方案比较 信号发生器又称信号源或振荡器,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。由方波-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。由振荡电路产生的信号经比较运放产生方波,积分可得到三角波。 方案一: 此方案由RC振荡电路,滞回比较器和积分电路,比例放大电路组成,输出频率可调方波,三角波。RC回路即作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC充,放电实现输出状态的自动转换.振荡信号通过滞回比较器可以输出方波;方波经过比例积分器就变成所需的三角波。 方案二: 该方案由迟滞比较器,带通滤波器和积分器组成。通过正反馈环路使电路产生振荡并将信号输入迟滞比较器输出方波,过比例积分器在其输出端产生三角波。 由于方案一简单易懂,且大都是实验实现过,或较常计算的电路,可行度更高。方案一是依次经过文氏电桥振荡电路,过零比较器,积分电路而产生方波和三角波,用调节电阻的大小实现调频,比例放大实现幅值的改变,实现程度比较高,据有一定的实际意义,可操作性强,且原理简单明了故选做方案一。二实验方案二中由矩形波过带通滤波器产生振荡信号的过程复杂,计算参数不易,故选方案一。 (2)整体电路框图 为实现三角波输出,先要得到一个方波信号,这时要用到滞回比较器,而为了得到方波,应有一个振荡信号的输入,则需要一个振荡电路作为反馈电路.此外,为使集成运放正常工作,还要在电路中引入直流电压.所以,设计的波形发生电路,

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

多种波形发生器的设计与制作

课题三 多种波形发生器的设计与制作 方波、三角波、脉冲波、锯齿波等非正弦电振荡信号是仪器仪表、电子测量中最常用的波形,产生这些波形的方法较多。本课题要求设计的多种波形发生器是一种环形的波形发生器,方波、三角波、脉冲波、锯齿波互相依存。电路中应用到模拟电路中的积分电路、过零比较器、直流电平移位电路和锯齿波发生器等典型电路。通过对本课题的设计与制作,可进一步熟悉集成运算放大器的应用及电路的调试方法,提高对电子技术的开发应用能力。 1、 设计任务 设计并制作一个环形的多种波形发生器,能同时产生方波、三角波、脉冲波和锯齿波,它们的时序关系及幅值要求如图3-3-1所示。 图3-3-1 波形图 设计要求: ⑴ 四种波形的周期及时序关系满足图3-3-1的要求,周期误差不超过%1±。 ⑵ 四种波形的幅值要求如图3-3-1所示,幅值误差不超过%10±。 ⑶ 只允许采用通用器件,如集成运放,选用F741。

要求完成单元电路的选择及参数设计,系统调试方案的选取及综合调试。 2、设计方案的选择 由给定的四种波形的时序关系看:方波决定三角波,三角波决定脉冲波,脉冲波决定锯齿波,而锯齿波又决定方波。属于环形多种波形发生器,原理框图可用3-3-2表示。 图3-3-2 多种波形发生器的方框图 仔细研究时序图可以看出,方波的电平突变发生在锯齿波过零时刻,当锯齿波的正程过零时,方波由高电平跳变为低电平,故方波发生电路可由锯齿波经一个反相型过零比较器来实现。三角波可由方波通过积分电路来实现,选用一个积分电路来完成。图中的u B电平显然上移了+1V,故在积分电路之后应接一个直流电平移位电路,才能获得符合要求的u B波形。脉冲波的电平突变发生在三角波u B的过零时刻,三角波由高电平下降至零电位时,脉冲波由高电平实跳为低电平,故可用一个同相型过零比较器来实现。锯齿波波形仍是脉冲波波形对时间的积分,只不过正程和逆程积分时常数不同,可利用二极管作为开关,组成一个锯齿波发生电路。由上,可进一步将图3-3-2的方框图进一步具体化,如图3-3-3所示。 图3-3-3 多种波形发生器实际框图 器件选择,设计要求中规定只能选用通用器件,由于波形均有正、负电平,应选择由正、负电源供电的集成运放来完成,考虑到重复频率为100Hz(10ms),故选用通用型运放F741(F007)或四运放F324均可满足要求。本设计选用F741。其管脚排列及功能见附录三之三。

波形转换电路的设计

学号: 课程设计 题目波形转换电路的设计 学院理学院 专业电子信息科学与技术 班级 姓名 指导教师 2012 年 1 月23 日

课程设计任务书 学生姓名:专业班级:电信科xxx班 指导老师:工作单位:武汉理工大学理学院 题目:波形转换电路的设计 初始条件:直流稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具 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、技术要求: 设计一种波形转换电路,要求产生频率可调的方波,并且能够实现方波转换为三角波。 测试并且记录下不同频率下的方波和三角波的波形图,以及输出电压值。 2、主要任务: (一)设计方案 (1)按照技术要求,提出自己的设计方案(多种)并进行比较; (2)以集成电路运算放大器LF353为主,设计一种波形转换电路(实现方案); (3)依据设计方案,进行预答辩; (二)实现方案 (4)根据设计的实现方案,画出电路图; (5)查阅资料,确定所需各元器件型号和参数; (6)在面包板上组装电路; (7)自拟调整测试方法,并调试电路使其达到设计指标要求; (8)撰写设计说明书,进行答辩。 3、撰写课程设计说明书: 封面:题目,学院,专业,班级,姓名,学号,指导教师,日期 任务书 目录(自动生成) 正文:1、技术指标;2、设计方案及其比较;3、实现方案; 4、调试过程及结论; 5、心得体会; 6、参考文献 成绩评定表 时间安排: 课程设计时间:20周-21周 20周:明确任务,查阅资料,提出不同的设计方案(包括实现方案)并答辩; 21周:按照实现方案进行电路布线并调试通过;撰写课程设计说明书。 指导教师签名:年月日 系主任(或负责老师)签名:年月日

RC波形发生电路实验

一、实验目的 学习使用运放组成方波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器和正弦波发生器 二、实验仪器 示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字多用表 三、实验原理 (1)方波发生器 设电路通电瞬时,电容上的电压为0,电路输出为Vz ,这时运放正相输入端为VP1=VzR1/(R1+R2)=FVz 运放输出电流经R3,RP ,R4向电容C 充电。运放反相输入端Vn 随时间延续电压升高,当vn=VP1时,电路输出翻转,vo 由Vz 变为-Vz ,vp 由VP1=FVz 变为VP2=-FVz 。这时由“地”向电容反相充电,vn 随时间延续电压下降,当vn=VP2,电路输出翻转,vo 由-VZ 变为Vz ,vp 由VP2=-FVz 变为FVz ,周而复始,电路输出方波。在稳态,输出为Vz 的时间可用以下方法推导:在起始时刻,电容上的电压为Vc(0)=-FVz,电容充电的终了电压为Vz ,所以电容上的电压为 Vc (t )=Vz+(-FVz-Vz )e^(-t/RC ) 当电容上的电压达到FVz 时,电路翻转,记电容充电时间为τ FVz=Vz+(-FVz-Vz )e^(-t/RC ) Τ=RCln (1+F )/(1-F ) 输出方波的周期为2τ,所以输出方波的周期为 T=2(Rp+R4)Cln (1+2R1/R2)

(2)占空比可调的矩形波发生器 与方波发生器相比,非C 正向充电和反向充电使用的不同的路径,从而使得高电平持续时间和低电平持续时间不同。 当输出为高电平Vz 时,运放输出的电流经Rpp ,D1,R4向电容充电,类同于对方波发生器的分析,忽略二极管的开启电压,容易得到输出高电平的持续时间为 τ1=(Rpp+R4)Cln (1+2R1/R2) 类似地可求得输出低电平的持续时间为 τ2=(Rpn+R4)Cln (1+2R1/R2) 输出的周期为T=τ1+τ2=(Rp+2R4)Cln (1+2R1/R2) 占空比为η=τ1/τ2=(Rpp+R4)/(Rpn+R4) (3)三角波发生器 设电路通电瞬间,即t=0时,电容上的电压为0,积分器输出vo=0,过0比较器输出为vo1=Vz ,这时运放AR1正相输入端电压为 Vp1=(Vz-vo )Rp/(R1+Rp )+vo=RpVz/(R1+Rp )+voR1/(R1+Rp )>0 运放AR1输出保持为高电平。积分器输出线性地下降。当Vp1等于0时,对应于时刻τ,这时过0比较器翻转,vo1=-Vz ,记此刻的积分器输出电压值为VoN ,有RpVz/(R1+Rp )=-R1VoN/(R1+Rp ) 解得 VoN= -RpVz/R1 + R P R PP

课程设计——波形发生器要点

1.概述 波形发生器是一种常用的信号源,广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。函数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。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。通过对函数波形发生器的原理以及构成分析,可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。本课程采用采用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。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。

2.设计方案 采用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。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。文氏桥振荡器产生正弦波输出,其特点是采用RC串并联网络作为选频和反馈网络,其振荡频率f=1/2πRC.改变RC的值,可得到不同的频率正弦波信号输出。用集成运放构成电压比较器,将正弦波变换成方

3. 设计原理 3.1正弦波产生电路 正弦波由RC 桥式振荡电路(如图3-1所示),即文氏桥振荡电路产生。文氏桥振荡器具有电路简单、易起振、频率可调等特点而大量应用于低频振荡电路。正弦波振荡电路由一个放大器和一个带有选频功能的正反馈网络组成。其振荡平衡的条件是AF =1以及ψa+ψf=2n π。其中A 为放大电路的放大倍数,F 为反馈系数。振荡开始时,信号非常弱,为了使振荡建立起来,应该使AF 略大于1。 放大电路应具有尽可能大的输入电阻和尽可能小的输出电阻以减少放大电路对选频特性的影响,使振荡频率几乎仅决定于选频网络,因此通常选用引入电压串联负反馈的放大电路。正反馈网络的反馈电压U f 是同相比例运算电路的输入电压,因而要把同相比例运算电路作为整体看成电路放大电路,它的比例系数是电压放大倍数,根据起振条件和幅值平衡条件有 31 1≥+ =R Rf Av (Rf=R2+R1//D1//D2) 且振荡产生正弦波频率 Rc f π210= 图中D1、D2的作用是,当Vo1幅值很小时,二极管D1、D2接近开路,近似有Rf =9.1K +2.7K =11.8K ,,Av=1+Rf/R1=3.3>=3,有利于起振;反之当Vo 的幅值较大时,D1或D2导通,Rf 减小,Av 随之下降,Vo1幅值趋于稳定。

波形变换电路.

目录 摘要................................................................................................................................................ 1概述. (1) 2设计原理 (2) 2.1 555定时器简介 (2) 2.2用555定时器构成的施密特触发器 (3) 2.3电路原理图 (5) 3 Proteus仿真 (6) 4调试过程及结论 (9) 5心得体会 (17) 参考文献 (18)

摘要 施密特触发器也有两个稳定状态,但与一般触发器不同的是,施密特触发器采用电位触发方式,其状态由输入信号电位维持;对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号,施密特触发器有不同的阀值电压。因此,施密特触发器有三个大的特点:1、波形变换。可将三角波、正弦波等变成矩形波;2、脉冲波的整形,数字系统中,矩形脉冲在传输中经常发生波形畸变,出现上升沿和下降沿不理想的情况,可用施密特触发器整形后,获得较理想的矩形脉冲;3、脉冲鉴幅。幅度不同、不规则的脉冲信号时加到施密特触发器的输入端时,能选择幅度大于欲设值的脉冲信号进行输出。 主要功能和特色简介: 1、将给定频率的三角波变成脉冲波,脉冲波占空比不是50% 2、将给定频率的三角波变成脉冲波,脉冲波占空比是50% 3、将给定频率的正弦波变成脉冲波,脉冲波占空比是50% 4、将给定频率的三角波(正弦波)转换成间断式方波 5、将给定频率的三角波(正弦波)进行分频 关键词:Proteus仿真,施密特触发器,555定时器,波形变换

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 = 0.01μF ,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。

波形转换电路的设计

课程设计任务书 学生姓名:专业班级:电信科xxx班 指导老师:工作单位:武汉理工大学理学院 题目:波形转换电路的设计 初始条件:直流稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具 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、技术要求: 设计一种波形转换电路,要求产生频率可调的方波,并且能够实现方波转换为三角波。测试并且记录下不同频率下的方波和三角波的波形图,以及输出电压值。 2、主要任务: (一)设计方案 (1)按照技术要求,提出自己的设计方案(多种)并进行比较; (2)以集成电路运算放大器LF353为主,设计一种波形转换电路(实现方案); (3)依据设计方案,进行预答辩; (二)实现方案 (4)根据设计的实现方案,画出电路图; (5)查阅资料,确定所需各元器件型号和参数; (6)在面包板上组装电路; (7)自拟调整测试方法,并调试电路使其达到设计指标要求; (8)撰写设计说明书,进行答辩。 3、撰写课程设计说明书: 封面:题目,学院,专业,班级,姓名,学号,指导教师,日期 任务书 目录(自动生成) 正文:1、技术指标;2、设计方案及其比较;3、实现方案; 4、调试过程及结论; 5、心得体会; 6、参考文献 成绩评定表 时间安排:

课程设计时间:20周-21周 20周:明确任务,查阅资料,提出不同的设计方案(包括实现方案)并答辩; 21周:按照实现方案进行电路布线并调试通过;撰写课程设计说明书。指导教师签名:年月日系主任(或负责老师)签名:年月日 目录 1 技术指标 (1) 2 设计方案及其比较 (1) 2.1 方案一 (1) 2.1.1 设计RC文式桥振荡器 (2) 2.1.2 设计过零比较器 (3) 2.2 方案二 (4) 2.3 方案比较 (5) 3 实现方案 (5) 3.1 实验原理图 (5) 3.2 工作原理 (6) 3.2.1 设计方波发生器 (6) 3.2.2 设计积分器 (7) 3.3 各元器件功能 (9) 3.4 测试线路布线图 (9) 4 调试过程及结论 (10)

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。

波形发生电路实验报告

波形发生电路实验报告 班级 姓名 学号

一、实验目的 1. 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. 学习电压比较器的组成及电压传输特性的测试方法。 3. 掌握由集成运放构成的矩形波和三角波振荡电路的原理与设计方法。 二、实验内容 1. 正弦波发生电路 (1)实验参考电路见图1。 (2)缓慢调节电位器R W,观察电路输出波形的变化,完成以下测试: ①R W为0Ω 时的u O的波形; ②调整R W使电路刚好起振,记录u O的幅值、频率及R W的阻值; ③调整R W使输出为不失真的正弦波且幅值最大,记录u O幅值、频率及R W的阻值; ④将两个二极管断开,观察R W从小到大变化时输出波形的变化情况。 2. 方波- 三角波发生电路 (1)实验参考电路见图2。 (2)测试滞回比较电路的电压传输特性 将图2 电路的第一级改造为滞回比较电路,在输入端输入合适的测试信号,用示波器X-Y模式观测电压传输特性曲线并记录阈值电压和u O1的幅值。

(3)测量图2电路u O1、u O2波形的幅值、周期及u O1波形的上升和下降时间。 3.矩形波- 锯齿波发生电路 修改电路图2,使之成为矩形波- 锯齿波发生电路。要求锯齿波的逆程(电压下降)时间大约是正程时间的20%,记录u O1、u O2的幅值、周期。 三、实验要求 1. 实验课上搭建硬件电路,记录各项测试数据。 2. 完成正弦波电路的实验后在面包板上保留其电路,并使其输出电压U o在1-3V范围内连续可调。 四、预习计算 1.正弦波振荡电路 起振条件为|A|略大于3,刚起振时幅值较小,认为二极管还未导通,即R4+R W R2 +1略大于3,即R W略大于10kΩ时刚好起振,随着R W的增大,振幅会增大,当R W过大时波形会出现失真。 振荡频率由RC串并联选频网络决定,f0=1 2πR1C1 ≈106.1Hz 2.方波- 三角波发生电路 滞回比较器的阈值电压±U T=±R2 R1 U Z=±2.9V,测试滞回比较电路时将R2与运放A2的输出端断开,改接输入信号(三角波为宜)。 方波(u O1)的幅值为U Z=5.8V,三角波(u O2)的幅值为U T=2.9V。 U T=?1 4 (?U Z) T ?U T U T=R2 1 U Z 解得:T=4R2R4C R1 =0.4ms,即u O1和u O2的周期为0.4ms。 3.矩形波- 锯齿波发生电路 只需让电容充放电回路的时间常数不一样即可。电路原理图如下:

波形发生电路(自激振荡电路)

https://www.360docs.net/doc/2c11611889.html,/v_show/id_XNzQxNjQyNzY=.html 第八章波形发生电路(自激振荡电路) 8.1 正弦波发生电路原理 8.2 RC正弦波振荡电路 8.3 LC正弦波振荡器 8.4 石英晶体振荡器(简称晶振) 波形发生电路的基本类型有两种:正弦波发生电路与非正弦波发生电路。 §8.1 正弦波发生电路原理 正弦波发生电路通常称为正弦波振荡器。是模拟电子电路的一种重要形式。特点是不需要外加任何输入信号就能根据要求而输出特定频率的正弦波信号。这种特点称为“自激振荡”。 波形发生电路是非常典型的正反馈放大电路。 一、产生自激振荡的条件 假设图示电路中:先通过输入一个正弦波 信号,产生一个输出信号,此时,以极快的速度 使输出信号,通过反馈网络送到输入端,且使 反馈信号与原输入信号“一模一样”,同时切断原输入信号,由

于放大器本身不能识别此时的输入究竟来自信号源,还是来自本身的输出,既然切换前后的输入信号“一模一样”,放大器就一视同仁地给予放大,形成: 输出→反馈→输入→放大→输出→反馈→…… 这是一个循环往复的过程,放大器就构成了一个“自给自足”的自激振荡器。 上述假设指出:只有反馈到输入端的信号与原输入信号“一模一样”。才能产生自激振荡,“一模一样”就是自激振荡的条件——亦称平衡条件。 i U U =5 是正弦波,而描述正弦波的三要素是:振幅、 频率和相位。 i U U =5 振幅相等;相位相同(若相位总相同,则频 率和初相一定都相等) 因为自激振荡是一个正反馈放大器,故可用反馈的概念来描述振荡条件。 当 f i U U =时 u u i u u i f A F U U A F U U ===11

一种波形产生数字电路设计及仿真

一种波形产生数字电路设计及仿真 1设计原理 DDS 直接频率合成技术是一种直接从相位的角度合成所需波形的技术。此设计旨在设计一个模拟波形的产生电路,采用quartus ii 软件作为可编程逻辑设计环境,该软件有两种设计方式,原理图输入和采用HDL 语言输入,实现模拟波形的产生。数字电路设计包含组合逻辑电路和时序逻辑电路设计,其中组合逻辑电路的设计是设计的重点。因此需要对时钟有较强的理解。本设计可以采用Verilog HDL 硬件描述语言编写程序实现波形的产生,可以产生三种波形,正弦波,方波以及三角波。其中正弦波调用quartus 自带的IP 核,通过单端口的ROM 来查表获得查表数据,通过调用ip 可以实现设计要求。方波和三角波虽然也可以通过此方式,但是也可以通过编写计数器分频实验来实现设计,方波可以直接通过半个周期信号为低电平,半个周期为高电平。三角波通过将计数器的值先增加后减少获得。波形产生电路在电子设计中占据很重要的地方,有一定的研究价值。 2功能描述 (1)实现正弦波、三角波、方波的输出; (2)信号输出通过各个波形的使能信号来区分输出何种波形; (3)信号调节方式可控,这里由于是仿真故没编写按键扫描程序; FPGA 的设计流程如下: 系统框图如图所示: 3设计定义

4 HDL语言编写流程 设计代码包含设计时钟分频进程、三角波产生进程、方波产生进程和信号输出电路进程。其中每个进程通过过程语句always来通过敏感信号如时钟上升沿和异步复位信号时钟下降沿来采样。其中设计流程图如下图所示: 5设计代码 见附录 6验证及仿真 仿真的方式有功能仿真和时序仿真,要设计这么一款电路,首先需要通过功能仿真。工具有quartus ii自带的波形仿真文件和编写顶层设计的testbench 测试程序来进行仿真。其中可以设置仿真时间、仿真精度、以及信号的输入类型定义和数值,设置好这些数据就可以进行仿真,不过采用testbench仿真相对复杂一点,需要用到modelsim软件来仿真,优点是仿真时间和仿真精度可以更高,仿真波形也相对较美观。 一个最基本的Testbench包含三个部分,信号定义、模块接口和功能代码。编写Testbench的三个基本步骤: 1、对被测试设计的顶层接口进行例化; 2、给被测试设计的输入接口添加激励; 3、判断被测试设计的输出相应是否满足设计要求。

波形发生器课程设计

波形发生器设计 设计总说明 本系统采用AT89C51单片机作为控制核心,外围采用数字/模拟转换电路(DAC0832)运算放大器、按键等。采用AT89C51单片机和DAC0832芯片,直接连接键盘和显示。该种方案主要对AT89C51单片机的各个I/O口充分利用. P1口是连接键盘以及接显示电路,P2口连接DAC0832输出波形.这样总体来说,能对单片机各个接口都利用上,而不在多用其它芯片,从而减小了系统的成本.也对按照系统便携式低频信号发生器的要求所完成.占用空间小,使用芯片少,低功耗。 通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波、梯形波、锯齿波。其设计简单、性能优好,具有一定的实用性。正弦波、三角波、方波、梯形波、锯齿波是较为常见的信号。在科学研究及教学实验中常常需要这几种信号的发生装置。 关键字:AT89C5,DAC0832,运算放大器

目录 1绪论 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计容 (1) 2系统设计方案 (3) 2.1系统组成 (3) 2.2系统工作原理 (3) 3系统硬件电路设计 (4) 3.1单片机最小系统设计 (4) 3.2其他硬件模块电路设计 (4) 3.2.1 DAC0832芯片介绍 (4) 3.2.2单片机AT89C51介绍 (6) 4系统软件程序设计 (10) 4.1主程序设计 (10) 4.2其他子程序设计 (11) 4.2.1锯齿波流程设计 (11) 4.2.2梯形波流程设计 (12) 4.2.3三角波流程设计 (13) 4.2.4方波流程设计 (14) 4.2.5正弦波流程设计 (15)

5 调试与仿真 (18) 6 总结 (19) 致 (21) 参考文献 (22)

2013电子设计竞赛复试题波形发生器

波形发生器 徐威 (宁波大学信息科学与工程学院,浙江宁波315211) 摘要:使用题目指定的综合测试板上的NE555芯片和一片四运放LM324芯片制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、一次和三次正弦波。进行方案设计,制作出实际电路使其达到实验要求的各项指标。 一、设计任务与要求 使用题目指定的综合测试板上的NE555芯片和一片四运放LM324芯片,设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ的波形产生电路。给出方案设计、详细电路图和现场自测数据及波形。 设计制作要求如下: 1、同时四通道输出、每通道输出脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ中的一种波形,每通道输出的负载电阻均为600欧姆。 2、四种波形的频率关系为1:1:1:3(3次谐波);脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ输出频率范围为8KHz~10KHz,输出电压幅度峰峰值为1V;正弦波Ⅱ输出频率范围为24KHz~30KHz,输出电压幅度峰峰值为9V。脉冲波、锯齿波和正弦波输出波形应无明显失真(使用示波器测量时)。 频率误差不大于10%;通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。脉冲波占空比可调整。 3、电源只能选用+10V单电源,由稳压电源供给,不得使用额外电源。 4、要求预留脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ和电源的测试端子。 5、每通道输出的负载电阻600欧姆应标清楚、至于明显位置,便于检查。 6、翻译:NE555和LM324的数据手册(器件描述、特点、应用、绝对参数、电参数)。 二、方案设计与论证 1.原始方案: 在使用Multisim进行仿真设计的阶段,我想出了两种原始方案,两种方案的大体思路如下。

第7章波形发生电路习题及习题解答分析

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= ≈, 0m i n 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 = 0.01μF ,集成运放的最大输出电

基于51单片机的波形发生器的设计汇总

目录 1 引言 (1) 1.1 题目要求及分析 (1) 1.1.1 示意图 (1) 1.2 设计要求 (1) 2 波形发生器系统设计方案 (2) 2.1 方案的设计思路 (2) 2.2 设计框图及系统介绍 (2) 2.3 选择合适的设计方案 (2) 3 主要硬件电路及器件介绍 (4) 3.1 80C51单片机 (4) 3.2 DAC0832 (5) 3.3 数码显示管 (6) 4 系统的硬件设计 (8) 4.1 硬件原理框图 (8) 4.2 89C51系统设计 (8) 4.3 时钟电路 (9) 4.4 复位电路 (9) 4.5 键盘接口电路 (10) 4.7 数模转换器 (11) 5 系统软件设计 (12) 5.1 流程图: (12) 5.2 产生波形图 (12) 5.2.1 正弦波 (12) 5.2.2 三角波 (13) 5.2.3 方波 (14) 6 结论 (16) 主要参考文献 (17) 致谢...................................................... 错误!未定义书签。

1引言 1.1题目要求及分析 题目:基于51单片机的波形发生器设计,即由51单片机控制产生正弦波、方波、三角波等的多种波形。 1.1.1示意图 图1:系统流程示意图 1.2设计要求 (1) 系统具有产生正弦波、三角波、方波三种周期性波形的功能。 (2) 用键盘控制上述三种波形(同周期)的生成,以及由基波和它的谐波(5次以下)线性组合的波形。 (3) 系统具有存储波形功能。 (4) 系统输出波形的频率范围为1Hz~1MHz,重复频率可调,频率步进间隔≤100Hz,非正弦波的频率按照10次谐波来计算。 (5) 系统输出波形幅度范围0~5V。 (6) 系统具有显示输出波形的类型、重复频率和幅度的功能。

实验七:波形发生电路

东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称:电子线路实践 第七次实验 实验名称:波形发生电路 院(系):信息科学与工程学院专业:信息工程姓名:学号: 实验室: 实验组别: 同组人员:实验时间:2013/5/17 评定成绩:审阅教师:

实验七 波形发生电路 一、实验目的 1、 掌握正弦信号和非正弦信号产生的基本原理和基本分析方法,电路参数的计算方法,各 参数对电路性能的影响。 2、 了解各种波形之间变换方法,重点是正弦波、方波、三角波之间的变换。 3、 掌握多级电路的安装调试技巧,掌握常用的频率测量方法。 二、设计原理 1、 正弦波信号发生电路分析计算(图8-1): (I) 放大器为同相放大器,其增益为 1F f R R + (II) 对于RC 串并联电路 1// 1111()(//)3()o R V j C V R R j RC j C j C RC ωωωωω+==+++- (III) 为了保证正反馈,该RC 串并联网络在振荡频率f 0时的相移必须为0,即上式中分 母的虚部系数在f 0时为0,即RC f RC f 00212ππ= ,由此推出RC f π21 0= (IV) 由于振荡频率f 0时 3 1 =+V V O ,所以为了保证满足环路增益大于1的起振条件,放大器的增益必须略大于3,即 F f R R 略大于2,当振荡器稳定是环路增益为1,放大器的增益为3, 2F f R R = 2、 矩形波信号发生电路分析计算(图8-4,R D1、R D2是二极管D1、D2的导通电阻): (I) 当U 0为正值的时候,二极管D1导通,D2截止,电容C 充电的时间常数为: 1111()W D R R R C τ=++

单片机课程设计波形发生器报告

目录 第一章概述 (2) 第二章设计任务 (3) 第三章硬件设计 (3) 系统主体构造 (3) 硬件元件概述 (3) 硬件连接 (9) 硬件参数简介 (10) 第四章软件设计 (10) 锯齿波程序设计 (11) 三角波程序设计 (12) 正弦波程序设计 (13) 第五章系统功能描述和功能 (15) 第六章设计心得 (16) 第七章参考文献 (16) 附录 (16) 程序设计 (20)

第一章概述 课程设计是一项重要的实践性教育环节,是学生在完成本专业所有课程学习后必须接受的一项结合本专业方向的、系统的、综合的工程训练。在教师指导下,运用工程的方法,通过一个较复杂课题的设计练习,可使学生通过综合的系统设计,熟悉设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法,掌握必须提交的各项工程文件。 课程设计的基本目的是:培养理论联系实际的设计思想,训练综合运用电路设计和有关先修课程的理论,结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力,巩固,加深和扩展有关电子类方面的知识。 课程设计的主要任务是运用所学微控制器技术、微机原理等方面的知识,设计出一台以AT89C51为核心的单片机数据采集、通讯或测控系统,完成信息的采集、处理、输出及人机接口电路等部分的软、硬件设计。 多功能波形发生器设计课题需要充分灵活运用编程语言所提供的各种指令语句,巧妙利用软硬件实现以上所要求的功能,在程序逻辑设计上也要求正确,合理的对项目进行分解分块,合理的逻辑设计可以起到事半功倍的效果,是整个项目当中最富有创新性和挑战性的部分。

第二章设计任务 本次设计要求采用单片机和DAC设计波形发生器,具体要求如下:(1)利用单片机和DAC0832产生锯齿波、三角波、正弦波等波形。(2)完成DAC与运放的连接,输出可供示波器显示。 (3)用按键改变波型的种类,同时显示波形的代号,波形的幅值与频率。 第三章硬件设计 系统主体构造 芯片方面选用AT89C51与DAC0832为主要芯片,根据要求采用键盘选择产生的波形的类型,所以基本电路有键盘电路,数模转换电路。整体框架图如下所示: 硬件元件概述

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