正弦信号产生电路
lm358正弦波方波三角波产生电路
《LM358正弦波、方波、三角波产生电路设计与应用》一、引言在电子领域中，波形发生器是一种非常重要的电路，它可以产生各种不同的波形信号，包括正弦波、方波和三角波等。
LM358作为一款宽幅增益带宽产品电压反馈运算放大器，被广泛应用于波形发生器电路中。
本文将探讨如何利用LM358设计正弦波、方波和三角波产生电路，并简要介绍其应用。
二、LM358正弦波产生电路设计1. 基本原理LM358正弦波产生电路的基本原理是利用振荡电路产生稳定的正弦波信号。
通过LM358的高增益和频率特性，结合RC滤波电路，可以实现较为稳定的正弦波输出。
2. 电路设计（1）LM358引脚连接。
将LM358的引脚2和3分别与电容C1和C2相连，形成反馈电路，引脚1接地，引脚4和8分别接正负电源，引脚5接地，引脚7连接输出端。
（2）RC滤波电路。
在LM358的输出端接入RC滤波电路，通过调节电阻和电容的数值，可以实现所需的正弦波频率和幅值。
3. 电路测试连接电源并接入示波器进行测试，调节RC滤波电路的参数，可以观察到稳定的正弦波信号输出。
三、LM358方波产生电路设计1. 基本原理LM358方波产生电路的基本原理是通过LM358的高增益和高速响应特性，结合反相输入和正向输入，实现对方波信号的产生。
2. 电路设计（1）LM358引脚连接。
将LM358的引脚2和3分别与电阻R1和R2相连，引脚1接地，引脚4和8分别接正负电源，引脚5接地，引脚7连接输出端。
（2）反相输入和正向输入。
通过R1和R2的分压作用，实现LM358反相输入和正向输入，从而产生方波输出。
3. 电路测试连接电源并接入示波器进行测试，调节R1和R2的数值，可以观察到稳定的方波信号输出。
四、LM358三角波产生电路设计1. 基本原理LM358三角波产生电路的基本原理是通过LM358的反相输入和正向输入结合，实现对三角波信号的产生。
2. 电路设计（1）LM358引脚连接。
将LM358的引脚2和3分别与电容C1和C2相连，引脚1接地，引脚4和8分别接正负电源，引脚5接地，引脚7连接输出端。
正弦波发生电路
称 为自激振荡条件。
由于A,F为复数形式，故自激振荡条件又可以表示为：
及 n=0,1,2… Z为整数
①由于场效应管的gm>0，以及电阻
因此式（9）中须有 。即X1和X3必须是同类电抗。
而为满足（8）式，可知X2必须为和X1、X3的相反类电抗。例如X1、X3为电感时X2必须为电容。
②通常分析时，由式（8）解得三点式振荡器的振荡频率，由式（9）求得电路的起振条件。
4、电容三点式振荡器
④当ω>ωp时，X(ω)<0
石英晶体呈容性阻抗
从上述阻抗特性说明：
图13
①当ω=ωs时，石英晶体阻抗为零（忽略R时，若计及R的影响，则为很小的电阻值）。
②当ωs<ω<ωp时，石英晶体相当于一个高Q值电感。
利用上述的两个特性，可以组成两类石英晶体正弦振荡器。
2、石英晶体振荡器
①利用Z(jω)呈高Q值电感特性，替代LC三点式振荡器中的电感，组成振荡频率为石英晶体并联谐振频率ωp的正弦振荡器。如图14（a）和（b）。
1、由闭合环路组成的自激振荡器，其振荡产生的起始信号来自于电路中的各种起伏和外来扰动，例如电路接通电源瞬间的电冲击、电子器件的噪声电压等等，这些电信号中含丰富的频率成分，经选频网络
选出某频率的信号输送至放大器A放大后，经F网络反馈后再放大，……，反复循环直至电路的输出Xo由小至大。最后建立和形成稳定的波形输出。
图7
图8
2、将场效应管的低频等效电路替代图7得图8等效电路，并分析得出：
及
由式（5）或式（7）的自激振荡条件：T=AF=1 有 ：
正弦波发生电路
在电子乐器中，RC正弦波发生电路可以用于合成器、效果器和采样器 等设备，产生音符和音效。
04
在科学实验中，RC正弦波发生电路可以用于模拟地震、潮汐等自然现 象，进行相关研究。
LC正弦波发生电路的应用实例
01 02 03 04
LC正弦波发生电路常用于产生高频信号，如无线电广播和电视信号。
在通信领域，LC正弦波发生电路可以作为载波信号，用于调制解调器 和无线传输系统。
晶体振荡器的工作原理
总结词
晶体振荡器是一种利用晶体元件的压电 效应产生振荡的电路。
VS
详细描述
晶体振荡器由一个晶体元件和两个电容组 成，通过调节电容的大小，可以改变振荡 频率。当晶体元件受到外力作用时，会产 生形变，进而产生交变电场，形成正弦波 。晶体振荡器的优点是输出信号的频率稳 定度高、精度高，但价格较高。
正弦波发生电路
目录 CONTENT
• 正弦波发生电路概述 • 正弦波发生电路的工作原理 • 正弦波发生电路的设计与实现 • 正弦波发生电路的性能指标与测
试方法 • 正弦波发生电路的应用实例
01
正弦波发生电路概述
正弦波的定义与特性
正弦波是一种周期性变化的波形，其幅度和频率均随时间变 化。在数学上，正弦波可以用三角函数表示，其波形呈正弦 曲线形状。
选择合适的晶体振荡器型号，根据晶 体振荡器的频率计算输出频率，选择 合适的运放配置以获得理想的输出波 形。
实现方法
根据设计步骤搭建电路，将晶体振荡 器接入电路中，通过运放进行信号放 大和缓冲，输出理想的正弦波信号。
数字信号发生器正弦波发生电路的设计与实现
设计步骤
选择合适的数字信号发生器芯片，根据芯片的规格和功能编写程序以生成正弦波信号， 选择合适的DAC配置以获得理想的输出波形。
模拟电子技术基础第九讲正弦波信号产生电路
即振荡频率为
电子技术基础精 品课程——模拟
(+)
× (+)
(+) (-)
反馈
(+) (+)
(+)
(+) ×
反馈
满足相位平衡条件 电子技术基础精 品课程——模拟
满足相位平衡条件
9.3.3 LC三点式振荡电路
1. 三点式LC并联电路
仍然由LC并联谐振电路构成选频网络 中间端的瞬时电位一定在首、尾端
电位之间。 三点的相位关系 A. 若中间点交流接地，则首端与尾端
电子技术基础精 品课程——模拟
例如文氏桥典型电路
+×+
+
T2
电子技术基础精 品课程——模拟
例9-1：根据相位平衡条件，利用瞬时极性法判断以下电路能否 振荡
Rb1
RC1
+
T1
+
× Re1
RC2 +Vcc
-
T2
C
R-
Ce Re2
RC
不满足相位平衡条件，不能振荡 电子技术基础精 品课程——模拟
作业
• P312 • • • •
模拟电子技术基础第九 讲正弦波信号产生电路
2020年7月18日星期六
9.1 正弦波振荡器的振荡条件
• 正弦波振荡电路
– 没有输入信号，依靠自激振荡产生正弦波输 出信号的电路
• 组成：
1. 放大电路 2. 正反馈网络 3. 选频网络 4. 稳幅环节
正反馈框图如图示 。（注意与负反馈方
框图的差别）
1 振荡条件
则，输出频率为
的正弦波。
RC正弦波电振子荡技术电基路础一精般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波
正弦波有效电路
正弦波有效电路
正弦波有效电路可以采用多种不同的配置，其中一种常用的设计是使用运算放大器和RC电路。
这种电路利用运算放大器作为放大器，将一个通过RC电路的信号进行放大，从而产生正弦波输出。
RC电路由一个电阻R和一个电容C组成，它们以特定的方式连接在一起。
这个电路可以作为正弦波发生器，因为它能够将输入的直流信号转换为交流信号。
在RC电路中，电阻和电容值的特定比值决定了输出信号的频率。
通过改变电阻或电容的值，可以调整输出信号的频率。
另外，还可以通过将多个RC电路串联或并联来提高输出信号的幅度或改变其频率特性。
通过这些方式，可以设计出适合特定需求的正弦波有效电路。
需要注意的是，由于电路中的元件值会受到温度、湿度等环境因素的影响，因此产生的正弦波可能会存在一定的失真。
为了获得更好的输出信号质量，可以选择具有高精度、低温度系数等特性的元件，并在电路设计中进行适当的调整和补偿。
1KHZ正弦波产生电路
1KHZ正弦波产生电路(文氏电桥振荡器)电路原理：TR1 结型场效应管在这里充当压控可变电阻，它与R3、R4一起构成文氏振荡器的负反馈回路，TR1的电阻越大，负反馈越强。
D2、D3、R8、R9、R10与IC（2/2）对输出振荡电压进行全波整流，在IC的1脚产生负的整流输出电压，经过D1与R7、C4滤波后获得一个负的直流电压，该电压与振荡输出的幅值差不多相等。
这个负电压加在TR1的G极，控制着TR1的D-S极之间的电阻值。
振荡输出幅度增大，TR1的G极电压就越负，TR1的D-S极间阻值变大，负反馈增强，使得振荡幅度减小。
通过以上的自动调节，使振荡幅度保持稳定，避免放大器进入非线性区域，从而获得良好的正弦波形。
文氏振荡器常见的一种稳幅措施是在负反馈回路中加入二极管（见下图）：目的也是在输出幅度增大时使负反馈增强，但由于二极管的非线性，会使输出波形发生少许畸变。
而提供的这个电路的负反馈回路中不含有非线性元件，因而能获得高质量的正弦波形。
正弦波产生电路作者：佚名来源：爱华发布时间：2008-5-23 9:44:39 [收藏] [评论]一：产生正弦振荡的条件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，我们一般是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；稳幅电路四个部分。
我们在分析正弦振荡电路时，先要判断电路是否振荡。
方法是：（重点）是否满足相位条件，即电路是否是正反馈，只有满足相位条件才可能产生振荡；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；是否满足幅度条件，检验，若：(1)则不可能振荡；(2)振荡，但输出波形明显失真；(3)产生振荡。
正弦信号发生器原理
正弦信号发生器原理
正弦信号发生器主要由振荡电路、放大电路和输出电路三部分组成。
振荡电路是实现正弦信号的关键部分，通过在电路中引入反馈机制，产生自激振荡。
其中，通常采用的是RC振荡电路或LC振荡电路。
在RC振荡电路中，通过调节电容和电阻的数值，可以调整正弦信号的频率。
而在LC振荡电路中，则通过调节电感和电容的数值来控制频率。
振荡电路输出的信号较小，需要经过放大电路进行放大。
放大电路通常采用集成运算放大器（OP-AMP）作为基础组件，通过调整电阻、电容的数值和配置方式，可以进一步增大振荡电路输出的信号幅度。
最后，正弦信号经过输出电路进行整形，使其具有合适的输出特性。
输出电路中通常包括滤波电路，用来去除掉信号中的高频杂散成分，以及输出阻抗匹配电路，使其能够与外部设备连接。
总结起来，正弦信号发生器通过振荡电路产生基准信号，经过放大电路增大信号幅度，最后经过输出电路整形并输出。
通过调节振荡电路的参数，可以得到不同频率的正弦信号。
555定时器产生正弦波电路
555定时器产生正弦波电路
555定时器本身无法直接产生正弦波，但可以通过一些电路设计实现这一目标。
以下是使用555定时器产生正弦波的一种方法：
1.由555定时器组成的多谐振荡器产生方波。
当电容C1被充电时，2和6引脚的电压都上升，此时二极管D1导通，接通+12V电源后，电容C1被充电，Vc上升，当Vc上升到2Vcc/3时，触发器被复位，同时放电BJT T导通，此时输出电平Vo为低电平，电容C1通过R2和T放电，使Vc下降。
当Vc下降到Vcc/3时，触发器又被置位，Vo翻转为高电平。
2.然后，通过积分电路将方波转化为三角波。
3.最后，使用另一个积分器将三角波进一步转化为正弦波。
请注意，这种方法产生的正弦波可能并不完美，可能需要进行一些调整和优化以达到所需的效果。
同时，电路的具体设计和元件参数的选择也会影响到最终产生的正弦波的质量。
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vIvP时v， OVOL (低电 ) 平
vIvP时v， OVOH (高电 ) 平
而vp与v0有关，对应于v0的两个电压值可得vp的 两个门限电压(上门限电压和下门限电压) 。
7
9.8 非正弦信号产生电路
9.8.1 比较器
2. 迟滞比较器(施密特触发器)
(1) 电路组成
vI
vN
–
vO
特点：正反馈
VREF
VREF
R2
vP
A +
(2) 门限电压
=1V 100
R1
vPR1R 1R2VREFR1R 2R2vO
10k
下门限电压VT-： v0=VOL时的门限电压。
VT
R1VREF R1R2
R1R 2R2VOL
9
9.8 非正弦信号产生电路
9.8.1 比较器
2. 迟滞比较器(施密特触发器)
(1) 电路组成
vI
vN
vI
VOL =-5V时：
VREF =1V
vN
R2 vP 100
–
A +
R1
vO
VT
R1VREF R2VOH R1R2 R1R2
＝1.04V
10k
VT
R1VREF R2VOL R1R2 R1R2
＝0.94V
V TV TV TR 2(V R O 1H R V 2O)L＝0.1V
11
9.8 非正弦信号产生电路
9.8.1 比较器
2. 迟滞比较器(施密特触发器)
(3) 传输特性
vI
vN
–
vO
当vI=0时： v0=VOH , vp=VT+
VREF
R2
vP
A +
所以，在vI＜VT+前：v0=VOH =1V 100
R1
当vI= VT+时，电路内部发生正
v0
VOH
10k
反馈，一旦 vI＞ VT+：v0=VOL 此时，vp=VT-
VOL
VT+
vI
VT+
vI
14
9.8 非正弦信号产生电路
9.8.1 比较器
2. 迟滞比较器(施密特触发器) vI
(4) 输入输出特性
VT+
vI
vN
–
vO VT-
VREF
R2
vP
A +
v0
t
=1V 100
R1
VOH
10k
t
VOL
15
9.8 非正弦信号产生电路
9.8.1 比较器
2. 迟滞比较器(施密特触发器)
正弦信号产生电路
例 电路如图，vI为三角波，其峰值为 6V，设±VCC= ±12V运放为理想的， 试分别画出VREF=0、 +2、 -4V的输出 电压波形
Vi 12
vI VREF
+VCC
+
A -
vO
-VEE
6
t
-6
-12
1）当VREF=0V时
2
例 电路如图，vI为三角波，其峰值为 6V，设±VCC= ±12V运放为理想的， 试分别画出VREF=0、 +2、 -4V的输出 电压波形
vL
(3)D 削波（限幅、检波）
(f) O
t
5
9.8 非正弦信号产生电路
+VCC
9.8.1 比较器
R
-
1. 单门限电压比较器
VREF
A
vO
+
（2）非过零比较器二
R1
电压传输特性
vI
R2
-VEE
由叠加原理计算V+
VR1R 2R2VREFR1R 1R2VI
门限电压VT： 令V+=0得到门限电压：
所以当vI＞VT时vV(0OVH +＞V-)
–
vO
特点：正反馈
VREF
R2
vP
A +
(2) 门限电压
=1V 100
R1
vPR1R 1R2VREFR1R 2R2vO
10k
回差电压ΔVT：
V TV TV TR 1R 2R 2(V O HV O)L
10
9.8 非正弦信号产生电路
9.8.1 比较器
2. 迟滞比较器(施密特触发器)
例.输出为 VOH=5V
VT-
VT+
vI
VOL
12
9.8 非正弦信号产生电路
9.8.1 比较器
2. 迟滞比较器(施密特触发器)
(3) 传输特性
vI
vN
–
vO
当vI由大于VT+的某值开始减 VREF
R2
vP
A +
小时： v0=VOL
=1V 100
R1
此时，vp=VT-
v0
所 以 ， 在 vI 减 小 但 vI>VT- 前 ：VOH
解：（1）门限电压
VREF0 VO 10V
VT
R2VOH R1 R2
5V
vI R3
10k vN
– A
R4
vO
+
1k
R1
20k
DZ
R2 20k
VZ= 10V
(a)
VT
R2VOL R1 R2
5V
vO/ V 10
（2）传输特性
V T–
–5
0
V T+ 5 vI/ V
–10
(b)
3）当VREF=- 4V时
4
例.电路如图所示，当输入信号如图c所示的正弦波时，定性画出
vO、vO 及vL的波形 (RC。 较小)
vI T
vI
v
+
ID
+
A
––
vO C vO
vL
D
R
RL
(c) O
2
3 4 t
vO VOH
(d) O
t
VOL
(a)
解：(1)A 构成过零比较器
vO
(e) O
t
(2)RC 为微分电路, RC<<T
10k
v0=VOL
VT-
当vI= VT-时，电路内部发生正
反馈，一旦 vI＜ VTห้องสมุดไป่ตู้： v0=VOH
VOL
此时，vp=VT+
VT+
vI
13
9.8 非正弦信号产生电路
9.8.1 比较器
v0
2. 迟滞比较器(施密特触发器)VOH
(3) 传输特性
VT-
v0
VOH
VT-
VOL
VT+
vI
v0
VOH
VOL
VT-
R2
vP
A +
(2) 门限电压
=1V 100
R1
vPR1R 1R2VREFR1R 2R2vO
10k
上门限电压VT+：v0=VOH时的门限电压。
VTR1R 1R2VREFR1R 2R2VOH
8
9.8 非正弦信号产生电路
9.8.1 比较器
2. 迟滞比较器(施密特触发器)
(1) 电路组成
vI
vN
–
vO
特点：正反馈
Vi 12
vI VREF
+VCC
+
A -
vO
-VEE
6
2
t
-6
-12
2）当VREF=2V时
3
例 电路如图，vI为三角波，其峰值为 6V，设±VCC= ±12V运放为理想的， 试分别画出VREF=0、 +2、 -4V的输出 电压波形
Vi 12
vI VREF
+VCC
+
A -
vO
-VEE
6
t
-4
-6
-12
VVT0=+VOH vI
0
所以当vI＜VT时(V+＜V-)
VT
R2 R1
VREF
V0=-VOLVOL
6
9.8 非正弦信号产生电路 9.8.1 比较器
2. 迟滞比较器(施密特触发器)
(1) 电路组成
vI
vN
–
vO
特点：正反馈
VREF
R2
vP
A +
(2) 门限电压
=1V 100
R1
vP 为门限电压，
10k
(5) 特例VREF=0
vI
vN
–
vO
vP
R2 R1 R2
vO
VREF
R2
vP
A +
=1V 100
R1
VT
R2 R1 R2
VOH
v0
VOH
10k
VT
R2 R1 R2
VOL
当VOH=- VOL时：
0
VT-
vI
VT+
VOL
16
例.路如图所示，试求门限电压，画出传输特性和图输入信号下的
输出电压波形。