三角波发生电路设计
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。
运放三角波发生电路设计
运放三角波发生电路设计一、设计原理运放三角波发生电路是一种基于运放的电路设计，通过运放的放大、反相和积分特性，将输入的方波信号转换为输出的三角波信号。
具体的设计原理如下：1. 输入方波信号：将方波信号作为输入信号引入运放电路。
2. 反相放大：运放电路中的运放将输入信号进行反相放大，放大倍数由电路中的反馈电阻和输入电阻决定。
3. 积分运算：通过将反相放大后的信号输入到积分器中，运放电路对信号进行积分运算，使得输出信号呈现出三角波形。
二、电路结构运放三角波发生电路的基本结构如下：1. 运放：选择适合的运放芯片，如常用的741运放芯片。
2. 反馈电阻：通过将反馈电阻与运放的输出端相连，实现反相放大。
3. 输入电阻：将输入方波信号通过输入电阻引入运放电路。
4. 积分电容：将反相放大后的信号经过积分电容进行积分运算。
5. 输出电阻：将积分后的三角波信号输出。
三、工作过程运放三角波发生电路的工作过程如下：1. 初始状态：当电路刚开始工作时，输入方波信号被引入运放电路。
2. 反相放大：输入方波信号经过反馈电阻和输入电阻后，被运放进行反相放大。
3. 积分运算：反相放大后的信号被输入到积分器中，通过积分电容进行积分运算。
4. 输出三角波：积分后的信号被输出，形成输出的三角波信号。
在运放三角波发生电路中，反馈电阻和输入电阻的比例决定了反相放大的倍数，积分电容的大小和输入方波信号的频率决定了输出三角波信号的频率和幅度。
因此，在设计电路时需要根据实际需求选择合适的电阻和电容数值。
总结：运放三角波发生电路是一种通过运放实现方波信号到三角波信号的转换的电路。
通过运放的反相放大和积分特性，输入的方波信号经过放大和积分运算后，输出为三角波信号。
设计这样的电路需要选择适合的运放芯片、确定合适的反馈电阻和输入电阻比例、以及适当的积分电容大小。
通过合理设计和调整参数，可以得到所需的三角波信号。
三角波发生电路设计中的非线性元件优化
三角波发生电路设计中的非线性元件优化非线性元件在三角波发生电路设计中起着重要作用，可以调整波形的形状和频率。
在这个任务中，我们将讨论如何优化非线性元件的选择和使用，以实现更好的三角波发生电路设计。
1. 非线性元件的选择在设计三角波发生电路时，我们需要选择合适的非线性元件。
最常见的非线性元件包括二极管、三极管、场效应管等。
我们需要根据设计要求选择适当的非线性元件，并考虑以下几个因素：a. 非线性程度：不同的非线性元件具有不同的非线性程度。
在三角波发生电路中，我们希望能够产生尽可能纯净和平稳的三角波形，因此需要选择非线性程度较大的元件。
b. 频率响应：三角波发生电路通常需要工作在较高的频率范围内，因此非线性元件需要具有良好的高频特性，以保证波形的稳定和准确。
c. 温度特性：一些非线性元件在不同温度下的特性可能有所变化，因此我们需要选择温度特性稳定的元件，以确保设计的一致性和可靠性。
2. 非线性元件的配置在非线性元件的配置方面，我们需要注意以下几点：a. 偏置电压设置：对于某些非线性元件，如二极管、三极管等，偏置电压的设置对波形的形状和偏移有着重要影响。
我们需要通过合适的偏置电压设置，使得非线性元件在工作状态下能够产生所需的效果。
b. 压控元件：压控元件可以通过改变电压来调整非线性元件的特性，从而实现对波形的调节。
例如，通过控制压控电阻的电压，可以改变非线性元件的电阻值，从而影响波形的幅度和频率。
c. 反馈电路：合适的反馈电路可以在一定程度上抑制非线性元件引起的失真和漂移。
通过反馈电路的设计，我们可以减小波形的畸变并提高电路的稳定性。
3. 优化设计中的考虑因素在进行非线性元件的优化设计时，我们需要考虑以下因素：a. 功耗：非线性元件在工作过程中会产生一定的功耗，因此需要权衡功耗和电路性能之间的关系。
在优化设计时，我们可以选择功耗较低的非线性元件，以减小电路的能耗。
b. 噪声：非线性元件可能会引入一定的噪声，影响电路的工作稳定性和信号质量。
电路CAD课程设计：设计一个能产生方波和三角波的波形发生器
太原理工大学现代科技学院电路CAD 课程设计题目波形发生器摘要课设目的：设计一个能产生方波和三角波的波形发生器课设要求：使用集成运放设计一个波形发生器，产生一个频率为f o= 5 kHz的方波，其电压幅度为+V s = |－V s| = 14V。
同时产生一个频率为f o = 5kHz的三角波，其幅度为+Vt = |－V t| = 5V。
课设所用软件：protel 99 se 、EWB 课设原理图：AbstractCurriculum design purpose ：Design a can produce square and triangular wave waveform generator ；Course design requirements ：Use of integrated op-amp design a waveform generator, produce a frequency for fo = 5 kHz square wave, the voltage amplitude for + Vs = | - Vs | = 14 v. At the same time create a frequency for fo = 5 KHZ triangular wave, its amplitude for + Vt = | - Vt | = 5 v ；The course design of software ：protel 99 se 、EWB Curriculum design principle diagram ：目 录一、设计任务与要求1．方波发生器设计方波发生器电路三角波发生器电路电源电路波形发生器方框图Square waveTriangular wavePowerBlock diagram2．三角波发生器设计3．电源电路设计4. 使用软件5. 工作分配情况二、方案设计与论证三、单元电路设计与参数计算四、总原理图及元器件清单1．总原理图2．用Protel绘制的原理图生成网络表3．用Protel绘制的PCB板4. 元件清单及封装五、结论与心得一、设计任务与要求1. 方波发生器设计；2. 三角波发生器设计；3. 电源电路设计。
正弦波方波三角波发生电路设计
正弦波方波三角波发生电路设计正弦波、方波、三角波是最基本且常见的三种波形，它们在电路设计和信号处理中都扮演着重要的角色。
本文将分别介绍正弦波、方波、三角波的定义和性质，以及各自的发生电路设计。
一、正弦波正弦波又称余弦波，是一种连续的周期波形。
它在医学、物理、工程等领域都有广泛的应用，例如在音频信号、交流电电压、电子设备测试等方面。
正弦波的特点是相邻点之间的函数值呈恒定的周期波动，可以表达为如下形式：s(t) = A*sin(ωt + φ)其中，A是振幅，ϖ是角频率，t是时间，φ是初始位相。
正弦波的发生电路通常采用谐振电路，它的原理是在一个由电感L和电容C构成的电路中，电容C和电感L之间的能量不断地在两者之间转换，从而形成一种振荡现象。
二、方波方波是一种以矩形波形为特点的电压或电流信号。
它的主要特点是周期性变化的幅度在等时刻内有两个值，从而形成了一种方形波形。
方波在数字电路设计、计算机科学等领域中广泛应用。
正如所提到的，方波的每个周期平均而言都是0，并且其平均值为周期内所有0和1的幅度之和的平均值。
方波可以由许多方法生成，其中一个常见的方法是使用555定时器。
三、三角波三角波是一种以三角形形状为特征的波形。
它在音频合成、信号处理、电力电子、仪器仪表等方面有广泛的应用。
三角波的每个周期都包含三种状态，即负斜率、零斜率和正斜率，从而创建了像三角形一样的外观。
三角波的发生电路是使用一个以放大器为基础的单元，该单元包含一个与反馈电容相连接的积分器。
作为输入的脉冲波被转换为三角波，而反馈电容C使输出波形的斜率恒定。
可以通过调整计时常数、放大器增益和电容C的大小来调整三角波的频率和振幅。
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。
高精度三角波发生电路设计及仿真分析
高精度三角波发生电路设计及仿真分析1. 引言三角波发生电路广泛应用于信号发生器、频率比较器和功率变换等领域。
本文旨在设计一种高精度的三角波发生电路，并通过仿真分析验证其性能。
2. 设计原理三角波发生电路一般采用积分器和比较器的组合。
其中，积分器用于生成一个随时间线性增加或减小的电压波形，比较器则用于将积分结果与参考电压进行比较，从而产生三角波。
设计一个高精度的三角波发生电路需要考虑以下因素：2.1 选取合适的积分器电路常用的积分器电路有反馈电容式和电压控制电压源（VCCS）等。
反馈电容式积分器简单可靠，但存在漂移和温度敏感性较大的问题。
相比之下，VCCS积分器对漂移和温度的依赖性较小，但在设计和布线上较为复杂。
根据需求选择适合的积分器电路。
2.2 参考电压源的选择参考电压源用于比较器的输入，一般为一个稳定的直流电压。
可选用电阻分压电路、稳压二极管或精度较高的运放电路作为参考电压源。
选取合适的参考电压源可以有效提高发生波形的精度。
2.3 比较器设计比较器用于将积分器输出的波形与参考电压进行比较。
常用的比较器电路有固定阈值比较器、比较器芯片等。
为提高精度，可采用电路补偿技术，并根据需求选择高性能的比较器芯片。
3. 电路图设计基于上述设计原理，我们可以绘制如下的高精度三角波发生电路图：（电路图请自行设计，这里仅提供设计思路）4. 仿真分析使用电子仿真软件对所设计的高精度三角波发生电路进行仿真分析，可以验证其性能和精度。
4.1 建立仿真模型将所设计的电路图导入仿真软件，并设置合适的参数和工作条件。
注意考虑元件的非理想性，如电容的等效串并联电阻、比较器的漂移等。
4.2 验证性能指标根据设计要求，设置仿真测量点并记录三角波的频率、峰峰值、上升时间、下降时间、线性度等指标。
4.3 分析结果根据仿真结果分析电路的性能，如精度、稳定性、非线性失真等。
如有需要，可以对某些参数进行调整和优化，再次进行仿真分析，直至满足设计要求。
方波三角波发生电路的设计及仿真
长春理工大学国家级电工电子实验教学示范中心学生实验报告■一一_______ 学年第___________ 学期实验课程_________________________ 实验地点_________________________ 学院______________________ 专业______________________ 学号______________________姓名______________________r 学习用集成运算放大器构成的方波和三角波发生电路的设计方法。
2、学习方波和三角波发生电路主要性能指标的测试方法。
二、 实验原理1. 方波和三角波发生电路型式的选择由集成运放构成的方波和三角波发生器的电路型式较多，但通常它们均由滞回比较器和积分电 路组成。
按积分电路的不同，又可分为两种类型：一类是由普通RC 积分电路和滞回比较器所组成, 另一类由恒流充放电的积分电路和滞回比较器所组成。
简单的方波和三角波发生电路如图34所示。
其特点是线路简单，但性能较差，尤英是三角波 的线性度很差.负载能力不强匚该电路主要用作方波发生器，当对三角波要求不髙时.也可选用这 种电路。
更常用的三角波和方波发生电路是由集成运放组成的积分器与滞回比较辭组成，如图3・2所示。
由于采用了由集成运放组成的积分器，电容C 始终处在恒流充、放电状态，使三角波和方波的性能 大为改善，不仅能得到线性度较理想的三角波，而且也便于调右振荡频率和幅度。
R4 1 2 500R14 8 10KR2 8 120KR3 9 1100DZ1 1 10 DMOD DZ2 0 10 DMODVCC 5 0 DC 12VEE 6 0 DC -12XI 0 2 5 6 4 UA741X2 8 0 5 6 9 UA741Cl 2 4 1U.MODEL DMOD D IS=2E-14 RS=3 BV=4.85 IBV=1UA.LIB EVAL.UB*V4 4 0 1*.DC V4 -5 5 0.01*.DC V4 5 -5 0.01.TRA5US 12MS.PROBE.END运行.TRAN语句，可获得:Tire图3-3 输出方波电压波形图3・4 输出三角波电压波形输出三角波电压波形参考的输入网单文件如下：A drvieR4 1 2 500R14 8 10KR2 8 120KR3 9 1100DZ1 1 10 DMODDZ2 0 10 DMODVCC 5 0 DC 12VEE 6 0 DC -12XI 0 2 5 6 4 LM324X2 8 0 5 6 9 LM324C1 2 4 1U.MODEL DMOD D IS=2E-14 RS=3 BV二 4.85 IBV=1UA.LIB EVAL.UB*V4 4 0 1*.DC V4 •5 5 0.01*.DC V4 5 -5 0.01.TRAN 5US 12MS.PROBE.END因为LM324具有电源电压范围宽的特点，所以T变小了•减小了频率的调右范【悅2、R3的作用是什么?增大其值是否可以？R3是稳压管的限流电阻，R3的阻值是由稳压管Dz来确定的.所以可以根据Dz的情况来增大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三角波发生器设计
制作人：朱立超
西安建筑科技大学
一、工作原理：
1. 基本原理图：
2.工作原理：
1)如图1，三角波发生器电路，有两部分组成。
其中集成运放A1组成滞回比较器，A2组成积分电路。
滞回比较器可以产生稳定的方波信号，再通过积分电路积分产生所需要的三角波。
由积分电路2031(z)dt T
U R C
--⎰ 可知积分电路输出电压同u o1 反向。
设t=0时积分电路电容上的初始电压为零，而滞回比较器输出端u o1=+Uz 。
又有电路图可以看出，两级电路分别都引入了反馈， A 1同相输入端的电压u p1同时与u o1和u o 有关，根据叠加定理
可得 121o1o 1212
u u u p R R R R R R =+++ 由积分回路同向和反向输入端“虚短”“虚断”u p2= u n2=0,从而可
图1 三角波发生电路图
知u o =u p2.由于t 0时电容两端电压为了零，所以 u o =0，而u 01=+Uz ，故u p1也为正。
而当u o1=+Uz 时，经反向积分，输出电压u o 将随着时间往负方向线性增长，则u p1将随之逐渐减小，当减小至u p1=u n1=0时，滞回比较器的输出端电压发生跳变，使u o1由+Uz 跳变为-Uz ，此时u p1也将跳变成为一个负值。
当u o1=-Uz 时，积分电路的输出电压u o 将随着时间往正方向线性增长，u p1将又逐渐增大，当增大至u p1= u n1=0时，滞回比较器的输出端再次发生跳变，u 01由-Uz 跳变为+Uz 。
如此重复上述过程，于是滞回比较器的输出电压u 01成为周而复始的矩形波，从而积分电路的输出电压u o 也成为周期性重复的三角波。
滞回比较器和积分电路特性：
2)输出幅度：
在u o1=-Uz 期间，积分电路的输出电压u o 往正方向线性增长，此时u p1也随着增长，当增长至u p1= u n1=0时，滞回比较器的输出电压u o1发生跳变，而发生跳变时的u o 值即是三角波的最大值Uom 。
将条图3 电路的波形图
图2 电压输出特性
件u o1=-Uz ，u+=0和u o =Uom 代入上式，可得
om )(02
12211U R R R Uz R R R ++-+= 可解得三角波的输出幅度为z 2
1om U R R U =
3）周期频率：
在积分电路对u o1=-Uz 进行积分的半个振荡周期内，输出电压u o 由-Uom 上升至+Uom ，则对积分电路可列出一下表达式：⎰=--203om 2dt )z (1T
U U C R 即om 22
z 3U T C R U =⋅ 所以三角波的振荡周期为23134z om 4R C R R U CU R T ==
三角波震荡频率：
2
134R f R R C =
三角波的输出幅度与稳压管的Uz 以及电阻值之比R 1/R 2成正比。
三角波的振荡周期则与积分电路的时间常数R 3C 以及电阻值之比R 1/R 2成正比。
仿真设计时要先确定Uz 值（本设计仿真二极管采用1N5233B 类型经测量和对比规格可知其端电压Uz 为6V ），再调整电阻R 1和R 2，使输出幅度达到规定值，然后再调整R 3和C 使振荡周期满足要求。
二、求解各个元件参数：
当接通电源时，由于电容C 上电压是一个缓慢变化的过程，所以
f 2134R f R R C =
12
Om Z R U U R =C 上的初始瞬时电压为0。
滞回比较器电路：由于滞回比较器上电阻R 2引入的是正反馈，所以当u o1增加时正向输入端u p1也随之上升随着时间的增加u o1逐渐增加到U Z.
积分电路反向积分，t↑→ u o ↓，当u o >-U T （阈值电压），u o 1从+U z 跃变为-Uz 。
积分电路正向积分，t↑→ u o ↑，当u o >+U T ，u o1从-Uz 跃变为+Uz ，返回滞回比较器。
重复上述过程，便产生周期性的变化，即振荡。
由于输入电压为常量：
()()1012o13o t u t t u 1u +-⋅-=（C
R 又有反馈回路可得： o o p u R R R u R R R u ⋅++⋅+=2
1212111 令u o1=u N1=0，当u o1=±Uz 代入，可得：z 2
1U R R U T ⋅±=± ()T T U T U C R U -+⋅⋅=+2z 13 所以 2314R C R R T =
所以可以求出 ① ②
已知U Z =6V,U OM =6V, =500H Z ;
C=0.1uF,将其带入①②式可得
12616R V R ==; ③
64213440.1105002101/R Cf R R --==⨯⨯⨯=⨯Ω④
联立 ③④可得：
443312100.5105R K R -=⨯⇒=⨯Ω=Ω
5)选定器件列表：
已知：Uz=6V C=0.1uF ， R 1=10KΩ R 2=10KΩ R 4=2KΩ R 3=5KΩ R 5=10KΩ ;
三、Multisim 仿真电路图及仿真结果如下：
由仿真结果可以看到，其基本达到课题要求。
四、误差分析：
实际电路中由于要选择确定各个电阻的阻值，特别是第一个必要电阻的确定因而会相应产生误差
由于是电子仿真，自然也存在误差，误差主要来自电子仿真器件的参数。
五、参考书籍：
《模拟电子技术基础》（第四版）清华大学童诗白著《Multisim 10&Ultiboard 10原理图仿真与PCB设计》。