利用运放产生正弦波电路以及电路参数计算方法
用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路
物理与电子工程学院《模拟电路》课程设计题目:用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路专业电子信息工程专业班级14级电信1班学号1430140227学生姓名邓清凤指导教师黄川完成日期：2015 年12 月目录1 设计任务与要求 (3)2 设计方案 (3)3设计原理分析 (5)4实验设备与器件 (8)4.1元器件的引脚及其个数 (8)4.2其它器件与设备 (8)5实验内容 (9)5.1 RC正弦波振荡器 (9)5.2方波发生器 (11)5.3三角波发生器 (13)6 总结思考 (14)7 参考文献 (15)用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路姓名：邓清凤电子信息工程专业[摘要]本设计是用12V直流电源提供一个输入信号，函数信号发生器一般是指自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或仪器。
电路形式可采用由运放及分立元件构成：也可以采用单片机集成函数发生器。
根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本课题采用UA741芯片搭建电路来实现方波、三角波、正弦波的电路。
[关键词]直流稳压电源12V UA741集成芯片波形函数信号发生器1 设计任务与要求（1）并且在proteus中仿真出来在同一个示波器中展示正弦波、方波、三角波。
（2）在面包板上搭建电路，并完成电路的测试。
（3）撰写课程设计报告。
（4）答辩、并提交课程设计报告书2 设计方案方案一：采用UA741芯片用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路优点：分立元件结构简单，可用常用分立元器件，容易实现，技术成熟，完全能够达到技术参数的要求，造价成本低。
缺点：设计、调试难度太大，周期太长，精确度不是太高。
图1 集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路方案二：用8038制作的多波形信号发生器优点：具有在发生温度变化时产生低的频率漂移，最大不超过50ppm／℃；具有正弦波、三角波和方波等多种函数信号输出；正弦波输出具有低于1％的失真度；三角波输出具有0．1％高线性度；具有0．001Hz～1MHz的频率输出范围；工作变化周期宽，2％～98％之间任意可调；高的电平输出范围，从TTL电平至28V；易于使用，只需要很少的外部条件缺点：成本较高。
正弦波 方波 三角波发生电路
正弦波方波三角波发生电路----9eef9958-7160-11ec-a078-7cb59b590d7d正弦波方波三角波发生电路正弦波&周期；方波&周期；三角波产生电路一、设计目的及要求：1.1. 设计目的：（1）.掌握波形产生电路的设计、组装和调试的方法；（2）. 熟悉集成电路：集成运算放大器LM324，掌握其工作原理。
1.2. 设计要求：（1）设计波形产生电路。
（2）信号频率范围：100hz——1000hz。
（3）信号波形：正弦波。
二、实验方案：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。
正弦波发生电路的组成：放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路。
产生正弦波的条件与负反馈放大电路中产生自激的条件非常相似。
然而，在负反馈放大器电路中，信号频率到达通带的两端，导致足够的附加相移，从而使负反馈变为正反馈。
正反馈加到振荡电路中。
振荡建立后，它只是一个频率的信号，没有额外的相移。
(a)负反馈放大电路(b)正反馈振荡电路图1振荡器的方框图比较图1(a)和(b)就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了。
由于=十、。
由于正负号的变化，正反馈的放大系数为： = 0，因此X振荡电路的输入信号xiif.a，式中a是放大电路的放大倍数，f是反馈网络的放大倍数。
..振荡条件：AF 1.幅度平衡条件：af=1相位平衡条件： AF= a+f=±2n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|af| 1..这被称为起始条件。
运算放大器应用电路的设计与制作
运算放大器应用电路的设计与制作运算放大器1.原理运算放大器是目前应用最广泛的一种器件，当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
运算放大器一般由4个部分组成，偏置电路，输入级，中间级，输出级。
图1运算放大器的特性曲线图2运算放大器输入输出端图示图1是运算放大器的特性曲线，一般用到的只是曲线中的线性部分。
如图2所示。
U对应的端子为“-”，当输入U单独加于该端子时，输出电压与输入电压U 反相，故称它为反相输入端。
U+对应的端子为“ + ”，当输入U+单独由该端加入时，输出电压与q 同相，故称它为同相输入端。
输出：U0= A(U+-UJ ; A称为运算放大器的开环增益(开环电压放大倍数)。
在实际运用经常将运放理想化，这是由于一般说来，运放的输入电阻很大，开环增益也很大，输出电阻很小，可以将之视为理想化的，这样就能得到：开环电压增益Ad=x ；输入阻抗r i=x ；输出阻抗r o=0；带宽f BW=^；失调与漂移均为零等理想化参数。
理想运放在线性应用时的两个重要特性输出电压U与输入电压之间满足关系式：Ub= Ad (L+- L U),由于A ud=^，而U 为有限值，因此，U— UL^O o即U〜U-,称为“虚短”。
由于r i二X,故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB = 0,称为“虚断”这说明运放对其前级吸取电流极小上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则， 可简化运放电路的计算。
运算放大器的应用(1)比例电路所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路， 比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。
(a) 反向比例电路反向比例电路如图3所示，输入信号加入反相输入端：对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：U 。
訓为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻 R'= R// R F 。
常用运算放大器16个基本运算电路
5. 微分运算电路
微分运算电路如图 5 所示，
XFG1
R2 15kΩ
C2
22nF
V3
R1
C1
4
12 V
2
1kΩ
22nF
U1A
1
3
T L082CD
8
V2 12 V
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
图5
电路的输出电压为 uo 为：
uo = −R2C1 dui dt
式中， R2C1 为微分电路的时间常数。若选用集成运放的最大输出电压为UOM ,
式中，Auf = 1+ RF / R1 为同相比例放大电路的电压增益。同样要求 Auf 必须小于 3， 电路才能稳定工作，当 f = fo 时，带通滤波器具有最大电压增益 Auo ，其值为：
Auo = Auf / (3 − Auf )
10. 二阶带阻滤波电路
二阶带阻滤波电路如图 10 所示，
C1
1nF R1
_
图 15 全波整流电路是一种对交流整流的电路，能够把交流转换成单一方向电 流，最少由两个整流器合并而成，一个负责正方向，一个负责负方向，最典 型的全波整流电路是由四个二极管组成的整流桥，一般用于电源的整流。 全波整流输出电压的直流成分（较半波）增大，脉动程度减小，但变压器需 要中心抽头、制造麻烦，整流二极管需承受的反向电压高，故一般适用于要 求输出电压不太高的场合。
R1 10kΩ
4 2
12 V
U1A 1
3
8 TL082CD
R3 9kΩ
V2 12 V
D2 1N4148
XSC1
A +_
运放正弦波发生电路
运放正弦波发生电路
运放正弦波发生电路是一种使用运放（操作放大器）构建的电路，可以产生稳定的正弦波信号。
以下是一种常见的运放正弦波发生电路，称为综合反馈振荡器（也称为Wien桥振荡器）：
首先，将一个运放作为放大器使用。
将运放的非反相输入端（+）和反相输入端（-）通过两个相等的电阻连接，并与一个电容并联，形成一个反馈网络。
然后，将输出端与反相输入端通过一个电容连接。
接下来，在反馈网络的输出端与非反相输入端之间添加一个可变电阻，用于调节振荡频率。
最后，通过电源为运放提供正负电压供电。
当电路开始工作时，由于反馈网络的存在，运放会放大信号，并将其输出到反馈网络。
通过适当选择电阻和电容的值，可以实现正反馈和负反馈之间的平衡，从而产生稳定的正弦波输出。
需要注意的是，为了使运放正弦波发生电路产生稳定的正弦波输出，需要正确选择电阻、电容和电源电压等参数，并保持适当的反馈网络的连接方式。
此外，一些调整和校准可能需要在实际搭建电路时进行，以确保输出的正弦波信号质量和稳定性。
实验十集成运放在信号产生电路中的应用——正弦波发生器
实验十 集成运放在信号产生电路中的应用——正弦波发生器用集成运算放大器所构成的正弦波振荡电路，有RC 桥式振荡电路、RC 移相振荡电路，正交式正弦波振荡电路和RC 双T 振荡电路等多种形式。
本实验介绍常的用RC 桥式振荡电路的设计方法，并通过实验掌握其调试技能。
[实验目的]1．了解正弦波发生器特性及工作原理。
2．学会用集成运放设计正弦波发生器的方法。
3．学会测量RC 串并联选频网络特性和频率的测试方法。
4．掌握运放在信号发生器中的应用，培养实验者设计、调试、测量和排除故障等能力。
[实验仪器及元器件]THM-2型模拟电路实验箱， DF2173B 交流电压表，500型万用表，DT9208型数字万用表，XJ4318型双踪示波器，集成电路（A μ741、LM324各1只），二极管（IN4148×2只）,电阻（色环电阻）、无极电容若干，各种信号线、导线。
[预习要求]1．复习RC 文氏电桥振荡器工作原理和用示波器测量频率、相位方法。
2．按实验要求，根据实验电路确定振荡电路R 和C 的值。
[实验说明]正弦波发生器是由基本放大器和反馈网络组成的正反馈系统，要保证其维持振荡，必须满足其振幅和相位条件，即：1F A F A V v V V ==⋅••π=ϕ+ϕn 2f a （n=0，1，2，…）图3-21为RC 文氏电桥振荡器，图3-22是实用电路。
其组成包括：基本放大器、正反馈网络、选频网络和稳幅电路。
图中R 、C 组成RC 串并联网络即是选频网络，又是正反馈网络，振荡频率取决于R 、C 的值，即 f 0=1/2πRC 。
稳幅是由反相端引入串联电压负反馈，即可改善电路特性，又起稳幅作用，其中二极管D 是关键元件，利用其非线性特性，随输出电压变化自动调整反馈深度，以便电路起振，而后维持振荡恒定。
为了保证正反馈（相位平衡条件）信号由同相端输入，因选频网络传输系数为1/3，所以A vf 应略大于3，即可满足振幅平衡条件。
正弦波、方波、三角波发生电路解析
一、设计目的及要求：1.1、设计目的：（1）.掌握波形产生电路的设计、组装和调试的方法；（2）.熟悉集成电路：集成运算放大器LM324，并掌握其工作原理。
1.2、设计要求： （1）设计波形产生电路。
（2）信号频率范围：100Hz ——1000Hz 。
（3）信号波形：正弦波。
二、实验方案：方案一：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。
正弦波发生电路的组成：放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路。
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1 振荡器的方框图比较图1(a) 和 (b)就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了。
由于振荡电路的输入信号i X =0，所以i X =fX 。
由于正、负号的改变，正反馈的放大倍数为：F AA A -=1f，式中A 是放大电路的放大倍数，.F 是反馈网络的放大倍数。
振荡条件：1..=F A幅度平衡条件：|..F A |=1相位平衡条件：ϕAF = ϕA +ϕF = ±2n π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1|..|>F A 这称为起振条件。
运放正弦波发生电路
运放正弦波发生电路运放正弦波发生电路是一种常用的电路，在信号处理和波形生成中发挥重要作用。
它可以将输入信号转换为正弦波信号，并经过调节得到所需的频率和幅值。
本文将介绍运放正弦波发生电路的原理、组成部分以及其应用场景等内容。
一、原理介绍运放正弦波发生电路的基本原理是利用运放的放大和反相放大特性，通过反馈将运放设置为振荡状态，从而输出稳定的正弦波信号。
在运放中，输入信号在正相位和负相位之间不断反转，并经过放大后输出。
二、组成部分1. 运放（Operational Amplifier）：运放是正弦波发生电路的核心组成部分，它是一种高增益、差分输入的放大器。
运放具有稳定性好、带宽高等特点，可以实现正弦波的放大和输出。
2. 反馈电路：反馈电路起到稳定振荡和调节输出信号幅值的作用。
常见的反馈电路有正反馈和负反馈，其中负反馈应用更为广泛。
3. RC网络：RC网络是运放正弦波发生电路中的一个重要组成部分，它通过调节RC元件的参数（如电容和电阻）来控制输出信号的频率和幅值。
三、工作原理运放正弦波发生电路的工作原理是通过输入信号与反馈信号之间的级联作用，使运放处于振荡状态。
具体工作步骤如下：1. 初始化：根据设计要求，选择合适的电容和电阻值，并将它们连接到适当的端口。
2. 反馈设置：将输出信号经过适当的衰减和相位移后引入到运放的反相输入端，实现负反馈。
3. 工作开始：给运放的非反相输入端提供初值，同时启动运放的工作。
4. 振荡产生：由于反馈的作用，运放开始放大并输出信号。
该信号经过反相作用后再返回到输入端，进一步调节运放的工作状态，使其继续产生振荡。
5. 输出调节：通过调节RC网络中的电容和电阻值，可以控制输出信号的频率和幅值。
改变电容或电阻的值可以改变振荡的频率，而改变电容/电阻比例可以改变输出信号的幅值。
四、应用场景运放正弦波发生电路在实际应用中有广泛的用途。
以下是一些常见的应用场景：1. 信号发生器：运放正弦波发生电路可以作为信号发生器，用于产生可调节频率和幅值的正弦波信号，广泛应用于科研实验、仪器仪表校准等领域。
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如图所示，是一个利用运放产生正弦波的电路。
其中电路参数计算，用到以下三个公式：
①f=1/（2πRC）
②Ri≥R≥Ro，运放的输入阻抗为几百K，输出阻抗为几百欧，所以R得取值为几K左右
③起振条件Av = 1 + Rf / R1 ≥3，即Rf≥2R1,通常取值为2~2.5倍
从①式可以得出，R=1/（2πf C）。
假设所求f为450Hz，根据常用元器件值选定C为0.1uF，即得出R=3536欧姆，约为3.3K。
对频率精确要求不高的情况下，可以直接选用3.3K电阻。
一般先确定R1的值，再根据放大倍数，求Rf的值，选定R1为1K，则
Rf = R3 // (R2+Rd)
其中Rd为二极管的正向导通值，Rf取2-2.5K计算，则R2或R3中最小的一个电阻大于2.5K，一另一个稍大些。
R f= 2 or 2.5 = R2*R3/(R2+R3)
根据常用阻值，选择R2为2.7K，则R3为6.8K
设计参数后，在软件中仿真并插面包板验证，看是否能得到预期的正弦波。
如果波形异常，微调R2 R3的数值。