三角波发生器实验
三角波方波发生器实验报告
三角波方波发生器实验报告1. 引言实验名称：三角波方波发生器实验报告实验目的：通过搭建三角波和方波发生器，探究波形发生电路的原理和工作特性。
2. 实验器材•电压源•电阻•电容•运算放大器•开关•示波器•手持数字万用表3. 实验原理三角波发生器和方波发生器都是常用的波形发生器。
三角波发生器产生的波形呈现由连续直线组成的三角形状，而方波发生器产生的波形则是由高电平和低电平交替组成的矩形波形。
3.1 三角波发生器三角波发生器的主要电路原理是利用集成运算放大器的反馈和积分功能。
具体原理如下： 1. 利用负反馈原理，在运算放大器的非反向输入端接地。
2. 在运算放大器的反馈回路中，串联一个电阻和一个电容，构成积分电路。
3. 初始时，运算放大器的输出为0V。
4. 开关接通后，电压源开始充放电，经过一段时间，电压上升到一定值。
5. 当电压上升到达运算放大器非反向输入端电压的阈值时，运算放大器开始反馈，输出电压反向。
6. 反馈使得电容开始放电，电压下降。
7. 当电压下降到达运算放大器非反向输入端电压的阈值时，运算放大器再次反馈，输出电压再次反向。
8. 通过不断的反馈和放电过程，输出电压呈现连续的三角波形。
3.2 方波发生器方波发生器的主要电路原理是利用反相比较器的输出。
具体原理如下： 1. 利用负反馈原理，在运算放大器的非反向输入端接地。
2. 在运算放大器的反馈回路中，串联一个电阻和一个开关，构成反相比较器。
3. 初始时，运算放大器的输出为低电平。
4. 开关接通后，电压源开始充电，并被反相比较器放大。
5. 当电压上升到达反相比较器的阈值时，输出电压由低变高。
6. 当输出电压达到高电平后，反弹回低电平。
7. 反弹后，输出电压由高变低。
8. 通过不断的反弹和下降过程，输出电压呈现连续的方波形。
4. 实验步骤4.1 三角波发生器1.根据电路图连接线路，确保电路连接正确。
2.打开电压源，并设置合适的输出电压和频率。
三角波信号发生器
绪论波形发生器亦称函数发生器，作为实验用信号源，是现今各类电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。
目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成，且波形种类有限。
而由硬件电路组成的低频信号其性能难以人中意，而且由于低频信号源所需的RC专门大；大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证；体积大，漏电，损耗显著更是其致命的弱点。
一旦工作需求功能有增加，那么电路复杂程度会大大增加。
那个地址介绍一个以STC89C52单片机为核心设计的低频函数信号发生器。
信号发生器采纳数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自概念波形,如正弦波、方波、锯齿波、三角波、梯形涉及其他任意波形，波形的频率在必然范围内可任意改变。
波形和频率的改变通过软件实现。
本文介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部份的设计原理。
本系统理论能够产生最高频率750HZ的波形。
该信号发生器具有体积小、价钱低、性能稳固、功能齐全的优势。
设计选题及任务设计题目：三角波信号发生器任务与要求：设计一个基于单片机的三角波信号发生器，能够以1KHZ稳固输出三角波信号。
大体要求：1.产生稳固的频率为1KHZ的三角波。
2.三角波信号发生器是在单片机上实现的。
3.扩展要求：自选系统设计一：芯片选择目前市面上常见的单片机有51,avr,pic,freescale等等，相关于其他几款单片机，51单片机具有经常使用，简单易操纵，本钱低，性能稳固，芯片利用率高等优势。
目前生产51单片机芯片的厂商有AT、Philips、Winbond、Intel、Siemens、STC 等。
相关于其他厂商生产的同类型芯片， STC89C52单片机具有电路简单，易操纵，性价比较高等优势。
二：系统概述（1）：系统框图如图1-1所示图1-1 系统流程设计图三：各芯片引脚说明（1）STC89C52引脚图如图2-1所示图2-1 STC89C52引脚图STC89C52RC引脚功能说明VCC（40引脚）：电源电压VSS（20引脚）：接地P0端口（～，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。
实验六-方波—三角波—正弦波函数发生器
实验六-方波—三角波—正弦波函数发生器六．方波-三角波-正弦波函数发生器一、实验目的函数信号发生器是一种可以同时产生正弦波、三角波和方波信号电压波形的电路，调节外部电路参数，还可以获得占空比可调的锯齿波、阶梯波等信号的电压波形。
本实验主要是掌握方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法。
二、设计任务要求频率范围：100~1000Hz，1000~10000Hz输出电压：方波V pp≤24V三角波V pp=6V正弦波V pp=1V波形特征：方波t r<100μs三、实验原理本实验方波-三角波-正弦波的设计电路如下图所示：由比较器、积分器和反馈网络组成振荡器，比较器所产生的方波通过积分器变成三角波，最后利用差分放大器传输特性曲线，将三角波转换成正弦波。
具体的电路设计如下图所示，三角波-方波产生电路是把比较器与积分器首尾相连，而三角波-正弦波的变换电路采用的是单端输入-单端输出差动放大电路输入输出方式。
下面将仔细分析两个子电路。
①方波-三角波产生器方波-三角波产生器有很多种，此次试验是采用把比较器和积分器首尾相连构成方波-三角波产生器的方式，具体分析电路如下所示：集成运放A 2的输出信号三角波V O2为A 1的输入信号V 1，又因为A1的反相端接地，可得三角波输出V O2的峰值V O2m 为V O2m =ZP V R R R 132+式中的V Z 为方波的峰值电压。
因积分电路输出电压从0上升到V 1m 所需时间为1/4T,故RCT V dt R V CV R R R V Z TZ Z P MO 4141322==+=⎰其中R=R 4+R P2 ()C R R R R R T p p 132424++=从上述分析关系可得，调节R P2和电容C 的大小可改变振荡频率，改变R 2/(R P1+R 3)的比值可调节三角波的峰值。
② 三角波-正弦波产生电路三角波-正弦波产生电路的设计简图如下所示：在电路两边对称的理想条件下，流过理想的恒流源R E 的电流I O 不会随差模输入电压而变化，晶体管工作在放大区时，它的集电极电流近似为： TBE V V S E C e I I I 1111=≈α TBE V V S E C eI I I 2222=≈α假设α≈1时， )1()1(12112121TBE BE V V VC C C C C C O eI I I I I I I -+=+=+≈由于V id =V BE1-V BE2 则TidV V OC eI I -+=11同理Tid V V OC eI I+=12分析表明，如果差分电路的差模输入V id 为三角波，则I c1与I c2的波形近似为正弦波，因为单端输出电压V o3也近似为正弦波，实现了三角波-正弦波变换。
模电实验方波-三角波发生器
《电工学新技术实践》电子电路部分设计（模拟部分）题目方波-三角波发生器班号：姓名：学号：专业：总成绩：一、设计任务方波-三角波发生器的设计。
二、设计条件本设计基于学校电工学新技术实践实验室。
EEL—69模拟、数字电子技术实验箱一台集成运算放大器实验插板一块直流稳压电源一台双踪示波器一台数字万用表一块主要元器件运放μA741、电阻、电容、导线等三、设计要求①振荡频率范围：500~1000赫兹；三角波幅值调节范围：2~4伏。
②根据题目要求，选定电路结构。
③计算和确定电路中的元件参数。
④调试电路，以满足设计要求。
⑤写出设计总结报告。
四、设计内容1.电路原理图（含管脚接线）C12. 计算与仿真分析3. 元器件清单运放μA741--2个、100kΩ、200k、2k、20k、5.1kΩ的电阻各一个，电容25nf。
4.调试流程①按照要求选择好电气元件，连接好电路。
②接通电源，用示波器同时观察u o1和u o的波形，如果没有波形或波形不正确，检查电路，排除故障，用示波器测量并记录方波和三角波的频率和幅值。
③将电阻R的阻值由20千欧减至10千欧，重复上述步骤。
5.设计和使用说明在上述的矩形波-三角波发生器中，将矩形波电压通过积分电路，即可获得三角波。
三角波发生器电路由滞回比较器和积分器闭环组合而成，积分器A2的输出反馈给滞回比较器，作为滞回比较器A1的输入。
接通示波器探针，可以得到方波和三角波的示意图，调整阻值，可以显示不同的方波和三角波幅值。
五、设计总结实验电路连接，所选择元件均达到要求，能达到设计要求，但所得到的波形与理想状况有一些差别。
六、设计参考资料秦曾煌.电工学（下）电子技术[M].7版.北京：高等教育出版社，2008.。
多种波形发生器实验分析报告
多种波形发生器实验分析报告目录一、实验概述 (2)1. 实验目的 (2)2. 实验设备与材料 (3)3. 实验原理 (4)二、实验内容与步骤 (5)1. 波形发生器设计与搭建 (6)1.1 设计要求与方案选择 (7)1.2 波形发生器硬件搭建 (9)1.3 波形发生器软件编程 (10)2. 多种波形合成与输出 (12)2.1 合成波形的设计与实现 (12)2.2 波形输出设置与调整 (13)2.3 实时监控与数据分析 (15)3. 实验测试与结果分析 (16)3.1 测试环境搭建与准备 (17)3.2 实验数据采集与处理 (18)3.3 结果分析与讨论 (19)三、实验结果与讨论 (20)1. 实验结果展示 (21)2. 结果分析 (22)2.1 各波形参数对比分析 (23)2.2 性能评估与优化建议 (24)3. 问题与改进措施 (25)四、实验总结与展望 (26)1. 实验成果总结 (27)2. 存在问题与不足 (28)3. 后续研究方向与展望 (29)一、实验概述本次实验旨在研究和分析多种波形发生器的性能特点，包括产生信号的频率、幅度、波形稳定性等方面。
实验中采用了多种类型的波形发生器，如正弦波、方波、三角波、梯形波等，并对其输出波形进行了详细的测量和分析。
实验过程中，我们首先对各种波形发生器的基本功能进行了测试，确保其能够正常工作。
我们对不同波形发生器产生的波形进行了对比分析，重点关注了波形的频率、幅度和波形稳定性等关键指标。
我们还对波形发生器的输出信号进行了频谱分析和噪声测试，以评估其性能表现。
通过本次实验，我们获得了丰富的实验数据和经验，为进一步优化波形发生器的设计提供了有力支持。
实验结果也为我们了解各种波形发生器在实际应用中的性能表现提供了重要参考。
1. 实验目的本次实验的主要目的是深入研究和理解多种波形发生器的原理及其在实际应用中的表现。
通过搭建实验平台，我们能够模拟和观察不同波形（如正弦波、方波、三角波等）的产生与特性，进而探究其各自的优缺点以及在不同场景下的适用性。
单片机的三角波信号发生器设计
单⽚机的三⾓波信号发⽣器设计基于51单⽚机的三⾓波信号发⽣器设计【内容摘要】单⽚机是⼀种集成在电路芯⽚，是采⽤超⼤规模集成电路技术把具有数据处理能⼒的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O⼝和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显⽰驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到⼀块硅⽚上构成的⼀个⼩⽽完善的计算机系统。
单⽚机我感觉很重要，现在⾃动控制在各个领域被⼴泛应⽤，这少不了单⽚机的功劳。
⽬前使⽤的信号发⽣器是函数信号发⽣器，且特殊波形发⽣器的价格昂贵。
所以使⽤我设计单⽚机构成的发⽣器，可产⽣三⾓波、⽅波、正弦波等多种特殊形和任意波，波形的频率可以⽤程序控制、在单⽚机上外围器件距阵式键盘，通过其控制波形并选择，并⽤显⽰器显⽰频率⼤⼩。
在单⽚机的输出端⼝进⾏转换，再通过运放进⾏波形调整，最后输出波在⽰波器上显⽰。
本设计性能优越、价格低廉、结构紧凑、线路简单，希望能在以后产品上能⼴泛的应⽤。
【关键词】单⽚机三⾓波信号发⽣器性能优越⽬录：第⼀章绪论1.1课题背景……………………………………….3--41.2课题意义 (5)第⼆章系统设计2.1三⾓波的产⽣ (6)2.2 设计思路 (7)2.3结构模块划分 (8)第三章硬件电路的设计3.1基本原理………………………………………………………9--103.2 显⽰电路 (11)3.3、D/A电路 (12)第四章软件设计...........................................................................13--16 论⽂总结..............................................................................17--18 参考⽂献 (19)第⼀章绪论1.1课题背景单⽚机诞⽣于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、soc三⼤阶段。
三角波方波发生器实验报告
三角波方波发生器实验报告一、实验目的本实验旨在掌握三角波、方波发生器的工作原理，学习使用运算放大器、电容、电阻等元器件搭建三角波、方波发生器电路，并对其进行调试。
二、实验原理1. 三角波发生器三角波发生器是一种能够输出呈直线上升或下降的信号的电路，其输出信号的频率和幅度可以通过改变电路中元件参数来调节。
常用的三角波发生器电路是基于反相输入正弦振荡器和积分放大器构成的。
2. 方波发生器方波发生器是一种能够输出高低电平交替出现的信号的电路，其输出信号频率和占空比可以通过改变元件参数来调节。
常用的方波发生器电路是基于反相输入比较器和反馈网络构成的。
三、实验步骤及结果1. 搭建三角波发生器电路将运算放大器（LM358）连接至两个10kΩ电阻组成反相输入正弦振荡器，再将积分放大器（LM358）连接至10kΩ电阻和100nF陶瓷电容组成积分放大网络。
调节电路中电阻和电容的参数，使其输出三角波信号。
示波器测量输出信号频率为1kHz，幅度为±3V。
2. 搭建方波发生器电路将运算放大器（LM358）连接至两个10kΩ电阻组成反相输入比较器，再将反馈网络连接至100kΩ电阻和1nF陶瓷电容组成积分放大网络。
调节电路中电阻和电容的参数，使其输出50%占空比的方波信号。
示波器测量输出信号频率为1kHz，幅度为±3V。
四、实验分析通过本实验的搭建和调试过程，我们深入了解了三角波、方波发生器的工作原理，并掌握了使用运算放大器、电容、电阻等元器件搭建三角波、方波发生器的方法。
同时，在实验中我们也学会了如何通过改变元件参数来调节输出信号频率和幅度。
五、实验总结本次实验是一次很好的综合性实验，在实践中我们不仅学习到了基础的三角波、方波发生器原理，还掌握了一些基本的模拟电路设计方法和手段。
在以后的学习和实践中，我们应该更加深入地理解和掌握这些知识，为以后的电路设计打下坚实的基础。
基于LM324的方波、三角波、正弦波发生器(含原理图)
课程设计(论文)说明书题目：方波、三角波、正弦波发生器院（系）：专业：学生：学号：指导教师：职称：2012年12 月 5 日....摘要本文通过介绍一种电路的连接，实现函数发生器的基本功能。
将其接入电源，并通过在显示器上观察波形及数据，得到结果。
电压比较器实现方波的输出，又连接积分器得到三角波，并通过差分放大器电路得到正弦波，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。
凭借NI Multisim ，你可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用0工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。
本设计就是利用Multisim软件进行电路图的绘制并进行仿真。
关键词：电源、波形、比较器、积分器、MultisimAbstractThis paper introduces a circuit connection, to achieve the basic functions of function generator. Their access to power, and through the display of waveform and data, and get the result.A voltage comparator to achieve a square wave output, in turn connected integrator triangle wave, and through the triangle wave - sine wave conversion circuit to see the sine wave, the desired signal.NI Multisim software combines intuitive capture and powerful simulation, an quickly, easily, efficiently for circuit design and verification. With NI Multisim, you can immediately create a complete component library circuitdiagram, and the use of 0 industry standard SPICE simulator to mimic circuit behavior. This design is the use of Multisim software in circuit diagram and carry out simulationKey words: power, waveform, comparator, an integrator, a converter circuit, Multisim..目录1 设计任务---------------------------------------11.1 电路设计任务------------------------------11.2 电路设计要求------------------------------12正弦波、方波发生器的组成------------------------12.1 原理框图----------------------------------12.2 原理分析----------------------------------12.3 放大器功能及管脚图------------------------23 系统中各模块设计--------------------------------23.1方波-三角波-正弦波-------------------------23.1.1方波形仿真图-----------------------------43.1.2三角波仿真电路图以及仿真图---------------43.1.3正弦波仿真图-----------------------------63.1.4实验设计电路图---------------------------63.1.5实验电路PCB图---------------------------73.1.6参数设计---------------------------------73.2元器件型号---------------------------------94 电路调试---------------------------------------104.1 安装正弦波、方波发生器- ------------------134.2调试正弦波、方波发生器---------------------134.3调试结果展示------------------------------134.3.1方波实验波形图--------------------------114.3.2三角波实验波形图------------------------114.3.3正弦波实验波形图------------------------124.3.4实际电路图及实物图展示------------------124.4性能指标测量与误差分析--------------------13..5 实验总结--------------------------------------13辞、参考文献-----------------------------------14....一 设计任务1.1 任务设计制作一个方波-三角波-正弦波发生器。
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一、设计方案与原理
图一三角波发生器电路图(Multisim)
图一为电路设计方案。
电路结构分为两部分，左侧电路为迟滞比较器能在R3右端形成方波信号；右端电路为积分电路，即对方波信号进行积分得到三角波信号。
以下对照图一再次说明下书上写的三角波发生器原理。
运放A1(左侧)输入端无信号，输出端Uo1随机输出高电位或低电位。
设先输出高电位(在稳压器的作用下，高电位数值较恒定)，则高电位接于电阻R4左侧，由于运放A2(右侧)反相输入端虚地(以理想运放为分析
模型)。
因此流入电容C1的电流
f
i表达式：
1
4
o
f
U
i
R
= (1-1) R4右端接入的是反相输入端，所以电容的电流与电压关系：
1
141
11
O f O
U i dt U dt
C R C
=-=-
⋅
⎰⎰ (1-2)故当Uo1为高电位时，Uo由初始零电位呈斜率为负的直线下降。
另用叠加法得如下关系：
12
11
1212
O O
R R
U U U
R R R R
+
=+
++
(1-3)
当U1+随Uo的减小恰好越过0V时，运放A1输出电位Uo1转为低电位，故Uo开始呈斜率为正的直线上升，直到U1+随Uo上升为0V，此时Uo由负转正。
如此循环下去，就形成了输出端电位Uo变化呈三角波形式。
二、实验步骤及结果
实验步骤：
1. 用multisim 搭建电路，运行结果得到图像及数据
2. 理论计算出各数据并与实验值比较
3. 对实验室搭建的实际电路得出的数据进行分析。
仿真及理论结果：
Multisim 得出的输出三角波Uo 及方波Uo1图像如下：
图二 Multisim 仿真得出的输出三角波图像
对于理论计算，有如下公式(同实验指导书)：
*1/2t z U U R R = (2-1)
4*1*4*C/R 2T R R = (2-2)
2/(4*R1*R 4*C)f R = (2-3) 三角波
周期(ms) 频率(Hz) 幅值(V) 理论计算结果
227 Multisim 仿真结果
215 表一 三角波数据理论值与Multisim 仿真值比较
可看出理论值与仿真值比较接近。
实验得出的实际电路结果分析：
周期 频率 幅值
对照(2-1)、(2-2)、(2-3)理论计算公式，由于电路电阻及电容的数值在仿真及实验室实际电路中是一样的，故周期和频率与仿真结果较接近。
而三角波的幅值受到稳压器稳压值的影响，故实验室实际电路数据与理论值及仿真值有较大差别。
三、拓展分析
不改变电路结构
若改变改变R1/R2。
理论上，R1/R2变小则幅值变小、周期变小、频率变大；若R1/R2变大则幅值变大、周期变小、频率变小。
且其变化呈比例关系。
在Multisim中将图一电路R2值变为40kΩ，即R1/R2变为之前的1/2，得出仿真结果为：周期、频率409Hz、幅值，与理论相符。
若改变电容C1。
理论上，若C1变大，幅值不变、周期变大、频率变小；若C1变小，
μ，得出幅值不变、周期变小、频率变小。
且其变化呈比例关系。
将图一电路中C1改为F Multisim仿真结果：周期、频率110Hz、幅值
改变电路结构
另外，如果将R4改为图三的结构，则可实现锯齿波的输出。
其原理就是，当Uo1为高电平时，此结构中电流方向从左往右，此结构电阻为5kΩ；当Uo1为低电平时，电流方向从右向左，下支路电流截止即接近断路，此时结构电阻为10kΩ。
图三三角波变锯齿波输出电阻R4改造结构
图四锯齿形波仿真结果
可以看出，由于原R4处的电阻在Uo1为高电平及低电平时阻值不同，使得Uo变化的斜率不同，继而形成了锯齿形波。
从逻辑上来看，锯齿波可以理解成电路在Uo1分别为高电平、低电平时两种状态，即运放A2反相输入端接入前电阻(原R4位置电阻)不同的两种状态，若此电阻越小，输出的直线越陡，斜率的绝对值越大。
与图四的例子相符。
另外，输出的幅值不会受到此电阻变化的影响，故斜率变化会使频率和周期变化，斜率绝对值越大，周期越小、频率越高；斜率绝对值越小，周期越大、频率越低。
图四的例子也符合。