压控锯齿波发生器的设计.
多功能锯齿波发生器的设计
课程设计说明书课程名称：模拟电子技术课程设计题目：多功能锯齿波发生器的设计学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：日期：年月日多功能锯齿波发生器的设计一、设计任务与要求(1)在控制开关的作用下，能实现单周期扫描、间歇扫描、连续扫描和停止扫描控制功能(2)具有输出幅度调节、直流偏置调节和扫描周期调节功能；(3) 输出幅度在正负10V 范围内可调．线性度优于0.01％。
（4）运用集成运算放大器为主要器件。
二、方案设计与论证锯齿波发生器是运用相关器件组合而产生的电路，其中一个非常重要的部件就是集成运算放大器，以及由集成运算放大器组成的滞回比较器、积分器。
用集成运放实现的电路结构简单，调整方便。
如果在三角波发生电路中,有意识地使积分电路充电和放电的时间常数相差悬殊,则在积分电路的输出端即可得到锯齿波信号。
要实现幅度可调,则需将控制输出电压幅度的相应参数设置成可调参数即可。
器件与单元电路的介绍：集成运算放大器，滞回比较器，积分电路，反向比例运算电路，555定时器。
三、单元电路设计与参数计算1.工作原理假设初始时刻滞回比较器输出端为高电平，而且假设积分电容上的初始电压为零。
由于A 1同相输入端的电压U +同时与U o1和U o 有关，根据叠加原理，可得：o 2121o 211U R R R U R R R U ++++＝ （7） 则此时U +也为高电平。
但当z 1o U U +＝时，积分电路的输出电压U o 将随着时间往负方向线性增长，U +随之减小，当减小至0==-+U U 时，滞回比较器的输出端将发生跳变，使z 1o U U -＝，同时U+将跳变为一个负值。
以后，积分电路的输出电压将随着时间往正方向线性增长，U +也随之增大，当增大至0==-+U U 时，滞回比较器的输出端再次发生跳变，使z 1o U U +＝,同时U +也跳变为一个正值。
然后重复以上过程，于是可得滞回比较器的输出电压1o U 为矩形波，而由于积分电路的充放电时间不等，故积分电路输出电压Uo 为锯齿波。
EDA课程设计--锯齿波发生器
锯齿波发生器的原理
锯齿波发生器是一种电子设备，用于产生锯齿波信号
锯齿波信号是一种周期性变化的信号，其波形形状类似于锯齿
锯齿波发生器的工作原理是通过改变电路中的电阻、电容等元件的参数，使信号的频率和幅度 发生变化
锯齿波发生器广泛应用于各种电子设备中，如音频信号处理、通信系统、自动控制系统等
EDA锯齿波发生器的设计
设计目标
实现锯齿波信号的生成
满足特定频率和幅度的要求
保证信号的稳定性和准确性
易于调试和维护
设计步骤
确定锯齿波发生器的功能 需求
设计锯齿波发生器的电路 原理图
编写锯齿波发生器的 Verilog代码
仿真验证锯齿波发生器的 功能
制作锯齿波发生器的 PCB板
焊接和调试锯齿波发生器
锯齿波发生器的应用场景
电子音乐 合成器： 用于产生 各种音色 和音效
信号发生 器：用于 产生各种 频率和幅 度的信号
通信系统： 用于产生 各种调制 信号
测试设备： 用于产生 各种测试 信号，如 频率扫描、 幅度扫描 等
医疗设备： 用于产生 各种生理 信号，如 心电图、 脑电图等
工业控制： 用于产生 各种控制 信号，如 速度控制、 位置控制 等
和可靠性
测试验证：进 行充分的测试 和验证，确保 系统的可靠性
故障诊断：设 计故障诊断和 恢复机制，提 高系统的可靠
性
成本优化
采用低成本的元器件，如使用廉 价的电阻、电容等
采用模块化设计，便于批量生产， 降低成本
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
优化电路设计，减少不必要的元 器件，降低成本
多功能锯齿波发生器的设计
课程设计说明书课程名称：模拟电子技术课程设计题目：多功能锯齿波发生器的设计学生：专业：班级：学号：指导教师：日期：年月日多功能锯齿波发生器的设计一、设计任务与要求(1)在控制开关的作用下，能实现单周期扫描、间歇扫描、连续扫描和停止扫描控制功能(2)具有输出幅度调节、直流偏置调节和扫描周期调节功能；(3) 输出幅度在正负10V 围可调．线性度优于0.01％。
（4）运用集成运算放大器为主要器件。
二、方案设计与论证锯齿波发生器是运用相关器件组合而产生的电路，其中一个非常重要的部件就是集成运算放大器，以及由集成运算放大器组成的滞回比较器、积分器。
用集成运放实现的电路结构简单，调整方便。
如果在三角波发生电路中,有意识地使积分电路充电和放电的时间常数相差悬殊,则在积分电路的输出端即可得到锯齿波信号。
要实现幅度可调,则需将控制输出电压幅度的相应参数设置成可调参数即可。
器件与单元电路的介绍：集成运算放大器，滞回比较器，积分电路，反向比例运算电路，555定时器。
三、单元电路设计与参数计算1.工作原理假设初始时刻滞回比较器输出端为高电平，而且假设积分电容上的初始电压为零。
由于A 1同相输入端的电压U +同时与U o1和U o 有关，根据叠加原理，可得：o 2121o 211U R R R U R R R U ++++＝ （7） 则此时U +也为高电平。
但当z 1o U U +＝时，积分电路的输出电压U o 将随着时间往负方向线性增长，U +随之减小，当减小至0==-+U U 时，滞回比较器的输出端将发生跳变，使z 1o U U -＝，同时U+将跳变为一个负值。
以后，积分电路的输出电压将随着时间往正方向线性增长，U +也随之增大，当增大至0==-+U U 时，滞回比较器的输出端再次发生跳变，使z 1o U U +＝,同时U +也跳变为一个正值。
然后重复以上过程，于是可得滞回比较器的输出电压1o U 为矩形波，而由于积分电路的充放电时间不等，故积分电路输出电压Uo 为锯齿波。
哈工大 模电自主设计 锯齿波发生器
占空比可调的锯齿波发生电路学院：专业：姓名：学号：占空比可调的锯齿波发生电路一．实验目的1．掌握占空比可调的锯齿波发生电路的工作原理2．掌握占空比调节的方法二．总体设计方案1.滞回比较器在单限比较器中，输入电压在阈值电压附近的任何微小变化，R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。
滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因此也就具有一定抗干扰能力。
从反相输入端输入的滞回比较器电路如图(a)所示，滞回比较器电路中引入了正反馈。
(a)电路 (b)电压传输特性从集成运放输出端的限幅电路可以看出，u0=±U Z。
集成运放反相输入端电位u N= u I，同相输入端电位根据“虚短”u N=u P，求出的u I就是阈值电压，因此得出当u I<-U T，u N<u P，因而uo=+U Z，所以u P=+U T。
u I>+U T，uo=-U Z。
当u I>+U T，u N>u P，因而uo=-U Z，所以u P=-U T。
u I<-U T，uo=+U Z。
可见，uo从+U Z跃变为-U Z和uo从-U Z跃变为+U Z的阈值电压是不同的，电压传输特性如图(b)所示。
在我们所设计的锯齿波发生器中，滞回比较器由运放U1和电阻R1,R3,R4所组成。
通过由稳压管D1,D2和限流电阻R3构成的输出限幅电路，从而输出方波波形。
其中调节电阻R2可改变锯齿波的幅值和一定范围的频率。
调节滞回比较器的稳幅输出D1,D2值，可调整方波输出幅值，可改变积分时间，从而在一定范围内改变锯齿波的频率。
2.积分电路如图所示的积分运算电路中，由于集成运放的同相输入端通过R’接地，u N=u P =0为“虚地”。
电路中电容C的电流等于流过电阻R的电流输出电压与电容上电压的关系为u o=-u c而电容上电压等于其电流的积分，故在求解t1到t2时间段的积分值时式中u o(t1)为积分起始时刻的输出电压，即积分运算的起始值，积分的终值是t2时刻的输出电压。
自己动手制作+5V电源和锯齿波发生器
教你制作+5V直流电源和锯齿波发生器引言电子DIY们，学习制作一个简单的+5V直流电源和锯齿波发生器是非常好的入门基础，本文将详细介绍有关元件的基础知识和具体制作方法。
一．制做+5V直流电源和锯齿波发生器，即由220V交流输入（接变压器输入端），经变压器降至9V（交流），再经整流、滤波、稳压后可获得稳定的+5V直流电压，以为锯齿波发生器电路提供电源。
由NE555构成多谐振荡电路，输出为锯齿波，频率范围：80～800kHz。
电路组成（参考电路）整体电路包括以下几个基本单元：电源电路、恒流源电路、NE555多谐振荡器电路（一）电源电路由交流220V~经变压器降至9V~，再经整流滤波电路和稳压电路，最终得到+5V的直流电压，为振荡器电路提供电源。
降压变压器整流电路滤波电路稳压电路图1 电源电路（二）恒流原电路（1）电路图2 恒流源电路硅：PN结正向压降为0.6～0.7V锗: PN结正向压降为0.2～0.3V（2）原理Vt1构成恒流电路，以保证555获得线性良好的锯齿波。
Rp1改变→Veb改变→使Vt1饱和导通，基极电压是一个恒定值，则基极电流Ib为恒定值。
若Vt1工作在放大区：Ic=βIb若Vt1工作在饱和区：Ic=5v/R1+Rp1当VRp1↑→Vbe↓→Ie↓(≈Ic↓),电容充电速度慢→振荡频率↓（反之变大），因此Rp1是调节振荡频率的电位器。
（三）NE555构成多谐振荡器电路（1）自激多谐振荡器电路图3 自激多谐振荡器上图为用555定时器构成的多谐振荡器的电路图，图中R端接高电平Vcc,Vco(5)连接0.01μF电容，起滤波作用。
将V21（6）和V22（2）连在一起，作为输入端V2，就构成了施密特电路形式，将三极管输出端（7）通过电阻R1接到电源Vcc，三极管就构成集电极开路门反向器的形式，其输出通过R2、C积分电路反馈至输入端Vi，就构成了自激多谐振荡器。
（2）在锯齿波发生器中由NE555构成的多谐振荡器电路图4 由NE555构成的多谐振荡电路开始刚合上电源时，电容C还未充电，Vc为底电平，Vdb为低电平，Td截止，Vcc通过R1、RP1对C充电，Vc逐渐上升↑。
锯齿波发生器设计
西昌学院工程系课程设计任务书题目：专业班级：姓名：学号：指导教师：锯齿波发生器设计一、设计内容设计一个锯齿波发生器，要求输出波形如下所示：二、主要指标和要求：用一个集成运算放大器和若干电阻、电容构成一周期为20s的锯齿波发生器三、实验元件集成运算放大器、电容、电阻、可调电位器、二极管等。
四、方案选择及电路工作原理上图所示为一个锯齿波发生电路。
图中集成运放A1组成滞回比较器；二极管VD1、VD2和电位器R w，使积分电路的充放电回路分开，故A2组成充放电时间常数不等的积分电路。
调节电位器R w滑动端的位置，使R w1远小于R w2，则电容放电的时间常数将比充电的时间常数小得多，于是放电过程很快，而充电过程很慢，即可得锯齿波。
滞回比较器输出的矩形波加在积分电路的反相输入端，而积分电路输出的锯齿波又接到滞回比较器的同相输入端，控制滞回比较器输出端的状态发生跳变，从而在A2的输出端得到周期性的锯齿波。
运算过程：当忽略二级管VD1、VD2的导通电阻时，电容充电和放电的时间T1和T2以及锯齿波的振荡周期T分别为：T1=2R1R’wC/R2T2=2R1R”wC/R2T=T1+T2=2R1RwC/R2=20（s）五、收获、体会及心得由于电路的复杂性，我们很难一次性将电路功能实现出来，整体一次性连接电路的弊端还体现在无法确定错误出现在那个部分，模块化之后，确保每个模块功能完善的前提下整合出所需要的整体电路，各个模块的功能相对的简单，这样一个过程就将复杂的问题转化为一个一个问题，逐步得到解决。
整个过程中，我的动手能力得到了很大的提高，运用平时我们实验锻炼的实验能力，将整个电路分模块搭接出来，逐步完善功能。
我明白了合理的布局对整个电路连接的重要性，这对我们以后的学习和工作是个极大的借鉴。
最后感谢学院给我提供这次课程设计的条件，感谢老师在我们课程设计工程中给予我们的帮助和指导。
六、参考文献《模拟电子技术基础简明教程》。
电子测量课程设计报告—锯齿波发生器
电子测量课程设计报告锯齿波发生器学院：班级：学号：姓名：一、实验目的1、设计内容：设计一个锯齿波发生器，要求输出波形如下所示：2、设计要求：①周期要求如上图所示。
②锯齿波峰值大于10V。
二、设计思路和原理1、基本设计思路为了得到上图中所示的锯齿波，首先需要设计一个占空比可调的方波，然后利用电容充放电得到上述所示的锯齿波。
2、方案设计（1）方波发生电路设计：要得到周期5ms的方波，可以选择利用两个与非门和RC构成多谐振荡器，它只能产生占空比为50%周期T约为2.2RC（R1=R2=R，C1=C2=C）如下图所示，通过设置RC参数产生满足条件的方波。
（2）占空比可调的方波发生电路如电路图中所示，第二个与非门输出端通过电阻和电容与第三个与非门的输入端连接，当与非门2输出端为高电平时，通过电阻并联对电容充电，充电时间取决于与非门2高电平的时间，当与非门2输出端跳转为低电平时，电容只通过R1电阻形成放电回路，由于放电回路时间常数R1C1大于充电时间常数（R1∥R5）C1，所以电容放电时间较长，降低到与非门3输入低电平门限电压的时间长，调节R5的值就可以调节电容C1的充电电压，从而改变与非门3输出端跳转时间。
因此通过改变R5的电阻值可以改变电容的充放电时间，从而调节与非门3输出的矩形波的占空比，如下图所示（3）锯齿波发生电路由公式dt t i C t u C C ⎰=)(1)(得， 电容的充电电流为恒值，即可得)(t u C =Kt ，得到线性度非常好的锯齿波, 采用自举电路产生线性度好的锯齿波，在保证线性度非常好的前提下适当调节R 8使锯齿波峰值大于10V 。
第一个三极管基极的输入端为占空比可调的矩形波。
当与非门3输出为低电平时，三极管截止，电源经R6对电容C3充电，取电容上端电压为输出电压；当与非门3输出跳转为高电平时，三极管导通，由于三极管饱和时输出阻抗很小，所以电容放电很快，故形成了很短的扫描回程。
多功能锯齿波发生器的设计 (2)..
课程设计说明书课程名称：模拟电子技术课程设计题目：多功能锯齿波发生器的设计学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：日期：年月日多功能锯齿波发生器的设计一、设计任务与要求⑴在控制开关的作用下，能实现单周期扫描、间歇扫描、连续扫描和停止扫描控制功能；⑵具有输出幅度调节、直流偏置调节和扫描周期调节功能；⑶输出电压幅度在±10V的范围内可调，线性度优于0．01%；⑷要求主要选用集成运放实现；二．总体方案设计提示锯齿波可用积分器和模拟电压比较器实现，要实现对电路的工作方式控制可以通过电子开关，也可以用手动控制。
电路的总体方案框图如下：三、方案设计与论证本次设计首先采用比较器输出矩形波，通过积分器将波形转换为三角波，如果电容的充放电（正反向积分）时间常数不相等，也就是当积分电路的正向积分时间常数远大于反向积分常数，或者反向积分时间常数远大于正向积分时间常数时，那么输出电压U0上升和下降的斜率就不一样，就可以获得锯齿波。
利用二极管的单向导电性使积分电路两个方向的积分通路相同，就可得到锯齿波发生电路。
再将输出接到同向求和运算电路，就能得到直流偏置的效果。
方案一：锯齿波发生器电路可以由集成函数发生器8038构成方案二：锯齿波发生器电路也可以由555定时芯片构成的自举电路产生方案三：锯齿波可用积分器和模拟电压比较器实现，对电路的工作方式控制可以通过电子开关，也可以用手动控制。
由于题目的要求，本设计采用的是集成运放构成的电路。
四、单元电路设计与参数计算1、器件与单元电路的介绍（一）集成运算放大器图1是集成运放的符号图，1、2端是信号输入端，3、4是工作电压端，5是输出端，在实际中还有调零端，频率补偿端和偏置端等辅助端。
集成运算放大器的输入级通常由差分放大电路组成，因此一般具有两个输入端以及一个输出端。
图中标有“+”号的是同相输入端，标有“-”号的是反相输入端，当信号从同相端输入时，输出信号和输入信号同相，反之则反相。
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2012级机械设计制造及其自动化专业
电子技术课程设计
压控锯齿波发生器的设计
姓名：
院别：工学院
专业：机械设计制造及其自动化
学号：
指导教师：
2014年12月
工学院课程设计评审表
《电子技术课程设计》课程设计任务书
压控锯齿波发生器的设计
1 设计任务与要求
1.1 设计任务：
利用集成运放实现一个压控锯齿波发生器的设计
1.2 设计要求：
自行设计并确定元件参数，画出电路图，列出元件明细表，做出产品。
通过实验测试电路参数，验证电路是否符合设计要求。
2 设计原理
工作原理：
ω与输入控制电指输出频率与输入控制电压有对应关系的发生器电路,其特性用输出角频率0
ω,0称为自由振荡角频率；曲压c u之间的关系曲线来表示（如图1）。
图1中c u为零时的角频率0
ω,0处的斜率0K称为控制灵敏度。
使振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制线在0
电压的控制，就可构成一个压控振荡器。
图1 压控震荡器的控制特性
3 电路设计
3.1 设计思路
本次设计采用比较电路输出矩形波，通过积分电路将波形转换为锯齿波，调节输入电压，当积分电路的正向积分时间常数远大于反向积分常数，或者反向积分时间常数远大于正向积分时间常数时，那么输出电压0u上升和下降的斜率相差很多，就可以获得锯齿波。
利用二极管的单向导电性使积分电路两个方向的积分通路相同，就可得到锯齿波发生电路。
3.2压控锯齿发生电路的各部分电路
3.2.1滞回比较器
滞回比较器又称施密特触发器,迟滞比较器。
这种比较器的特点是当输入信号逐渐增大或逐渐减小时，它有两个阈值，且不相等，其传输特性具有“滞回”曲线的形状。
滞回比较器也有反相输入和同相输入两种方式。
滞回比较器的电路图
3.2.2积分电路
积分电路是使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路。
改变三角波产生电路中积分电路的正向积分时间和反向积分时间，就可以在电路输出端得到锯齿波
积分器的电路图
3.3压控锯齿波发生器的整体设计电路图：
实验电路如图3-1所示。
该图实际上就是锯齿波发生电路，这里是通过改变输入电压Vi 的大小来改变波形频率，从而将电压参量转换成频率参量。
1A 为同相输入滞回比较器，2A 组成积分电路，
滞回比较器输出的矩形波加在二极管D 的N 端，i V 输入信号加在积分电路的反相端，而积分电路输出的锯齿波对接到滞回比较器的同相输入端，控制滞回比较器输出端的状态发生跳变。
假设t=0时滞回比较器输出为高电平即Z U V +=01，则D 截止积分电容上的初始电压为0，
i V 对C 充电，C R C 4=，积分电路的输出电压0V 将随着时间往负方向线性增长，V ﹣随之减小。
当减小至Vt=μ-=0时，滞回比较器的输出端将发生跳变使Z U V -=01，此时D 导通，C 放电，0V 随时间往正方向线性增长，当i V 大小改变时，可控制D 导通与截止，使C 充放电路径不同，从
而使锯齿波频率改变。
3.4 实验准备：
3.4.1实验仪器：
模拟电路实验箱、示波器、数字万用表、集成运算放大电路模块
3.4.2电子元件：
10K 电阻：5个；
0.22U 电容一个；
双向二极管：一个；
普通二极管：一个；
导线：若干
3.5实验连线及调试：
3.6实验结果：
3.6.1 数据处理
当Z u U -=0时，2D 导通,1D 截止，输出电压的表达式为
)()()(1001230t u t t U C
R R u Z W +-=+ 0u 随时间线性上升；
当Z u U +=0时，1D 导通，2D 截止，输出电压的表达式为 )()(10001240t u t t U C
R u +--= 0u 随时间线性下降；
根据三角波发生器电路的振荡周期的计算方法，可得出下降时间为
C R R R t t T 42
11201⨯=-= 上升时间为 C R R R R t t T W )(232
1122+⨯⨯
=-= 因为3R 阻值远小于W R ，所以可以认为T=2T
可得01u 的占空比 W
R R R T T +=3312
4 设计体会
通过这一周的学习与设计，我们终于完成了任务。
从我们接到任务的那一刻起，小组成员在一起讨论这个课题，通过分析与大家的态度，对于我们目前来说，这个课题具有一定的难度，只凭借我们之前所学到的基本知识，是远远不够的，我们就开始分头行动，通过网络、图书馆相关书籍、还有指导老师，我们四个一点一点的学习，并且大家对所学到的新东西一起讨论并且发表个人意见，大家似乎慢慢的懂点了，在指导老师的帮助与建议下，我们最终确立了压控锯齿波发生器的电路与其工作原理，之后经过大家的共同努力，将工作原理搞明白了！
经过前几天的努力，最终确定了电路图，之后为了验证数据，我们来到实验室，找到模电试验箱，开始连线与调试，我们准备好了所需的实验仪器与电子元件之后，就开始连线，很快我们的电路图连接好了，但是接下来，问题就出现了，接到示波器上，结果显示的不是锯齿波，我们开始分析问题，我们最初检查电路，用数字万用表测电路、更换UA741集成块等等，结果还是没有查出来，指导老师也帮助我们分析，结果还是没有做出来，就在大家想办法的时候，老师提出了一个解决的办法，就是将电路先按照三角波发生电路连接，如果没问题的话，在进行改成锯齿波发生器电路，在不断的尝试下，终于成功了。
从一开始设计电路到成功连接，我们不止学到了基本知识，还体会到了过程中的成就感！
参考资料
[1] 王鼎，王桂琴主编. —北京：机械工业出版社，2006.5
[2] 唐文秀，孙丽萍主编. —北京：中国电力出版社，2008
[3] 孙淑艳主编. —北京：中国电力出版社，2009
[4] 艾永乐，付子义主编. —北京：中国电力出版社，2008
[5] 童诗白，华成英主编. —3版. —北京：高等教育出版社，2001
[6] 赵世平主编. —2版. —北京：中国电力出版社，2009。