方波-三角波波形发生器的设计
方波三角波发生器设计
方波三角波发生器设计设计思路：方波和三角波都是周期信号，因此我们可以使用周期信号发生器的原理来设计方波三角波发生器。
具体的设计思路如下：1.方波发生器设计：方波信号由高电平和低电平组成，所以我们需要设计一个产生高电平和低电平的电路。
可以使用一个三极管作为开关来实现方波的产生。
当输入信号为高电平时，三极管导通，输出高电平；当输入信号为低电平时，三极管截止，输出低电平。
2.三角波发生器设计：三角波信号是一个连续上升和下降的斜线信号，所以我们需要设计一个连续改变输出电压的电路。
可以使用一个集成电路比如操作放大器（OP-Amp）作为三角波发生器的核心组件。
使用一个电容和两个电阻来控制输出电压的上升和下降。
设计步骤：1.方波发生器设计：（1）选择一个适当的三极管，根据其参数确定电路中的电阻值。
（2）使用电阻和电源电压来确定三极管的偏置电压。
（3）将输入信号与三极管的基极相连。
（4）根据输入信号的高低电平改变三极管的导通和截止状态，从而实现方波的产生。
2.三角波发生器设计：（1）选择一个合适的操作放大器，根据其参数确定电路中的电阻值。
（2）使用电阻和电源电压来确定操作放大器的工作点。
（3）使用一个电容和两个电阻来控制操作放大器的输出电压的上升和下降。
（4）将操作放大器的输出电压与输入信号相连，并通过电容和电阻控制输出波形。
测试与调节：完成方波和三角波发生器的设计后，可以进行测试和调节，以确保输出信号的准确性和稳定性。
可以使用示波器来观察和测量输出波形，并通过调节电路中的电阻和电容来调节输出波形的频率和幅度。
此外，还可以根据需要进行性能优化和稳定性测试，以确保方波三角波发生器的正常工作。
总结：本文介绍了方波三角波发生器的设计思路和步骤。
方波三角波发生器的设计涉及了电路设计、参数选择、测试和调节等方面的知识，需要对电路原理和信号处理有一定的了解和掌握。
通过设计方波三角波发生器，我们可以产生方波和三角波信号，为实际应用提供了便利。
方波三角波波形发生器的设计
方波三角波波形发生器的设计
摘要
随着技术的发展，方波三角波波形发生器越来越受到广泛的关注和应用。
本文首先介绍了方波三角波波形发生器的组成，以及在常见的应用场
景下所需要具备的性能指标，随后重点介绍了基于DDS技术的方波三角波
波形发生器的设计，根据DDS技术介绍了生成正弦波、三角波、方波的基
本原理，以及基于DDS技术设计的方波三角波波形发生器的结构框图。
最后，本文对该设计的优缺点进行了总结，为用户提供了建立在此基础上的
合理的选择及优化方案。
1介绍
方波三角波波形发生器（Square Wave Triangular Wave Wave Generator，简称STWG）是一种将时域信号转换为频域信号的微电子装置，可以将各种时域信号转换为频域信号，并且可以根据所需的频率范围和频
率精度来调节正弦波、方波和三角波波形，以满足各种应用的要求。
STWG有着广泛的应用，其中以通信领域、电力领域、电子测试领域
为主，如：超声波检测、定时器、静电场定量检测等。
STWG也主要用于
各种电子产品的高精度试验和工业仪器。
因此，STWG的性能必须能够满
足多种应用场景的要求。
STWG的性能主要有频率范围、频率精度、输出功率、调制级数、调
制精度、相位噪声等。
方波-三角波波形发生器设计
电子技术课程设计题目方波、三角波信号发生器学院名称电气工程学院指导教师职称班级自动化071班学号学生姓名2009年01 月14日目录摘要---------------------------------------------------------------------------2 关键词------------------------------------------------------------------------2一、设计任务与要求------------------------------------------------------21.1 设计任务------------------------------------------------------------------------------21.2 设计要求-----------------------------------------------------------------------------2二、方案设计与论证------------------------------------------------------32.1 方案一--------------------------------------------------------------------------------32.2 方案二--------------------------------------------------------------------------------32.3 两种方案比较------------------------------------------------------------------------4三、单元电路设计与参数计算------------------------------------------43.1 方波产生电路-----------------------------------------------------------------------43.2 三角波发生电路--------------------------------------------------------------------53.3 参数计算------------------------------------------------------------------------------5四、仿真过程仿真结果----------------------------------------------------54.1仿真调试输出波形-------------------------------------------------------------------5 4.2 调试输出波形------------------------------------------------------------------------64.3 数据记录------------------------------------------------------------------------------6五、总原理图及元件清单------------------------------------------------75.1 电路设计原理------------------------------------------------------------------------7 5.2 总原理图------------------------------------------------------------------------------7 5.3 PCB图-------------------------------------------------------------------------------75.4 元件清单------------------------------------------------------------------------------8六、电路调试与分析------------------------------------------------------86.1 电路的装调--------------------------------------------------86.2 调试结论------------------------------------------------------------------------------86.3 误差分析------------------------------------------------------------------------------9七、设计心得---------------------------------------------------------------9八、参考文献---------------------------------------------------------------9方波-三角波发生电路摘要：本设计介绍了波形发生器的制作和设计过程,并根据输出波形特性研究该电路的可行性。
方波-三角波波形发生器的设计
方波-三角波波形发生器的设计课程设计的目的《计算机电子线路制图课程设计》是学习课程之后的综合性实践教学环节。
目的是通过解决简单的实际问题巩固和加深在《计算机电子线路制图》课程中所学的理论知识和实验技能。
训练学生综合运用学过的电子设计自动化技术基础知识，在教师指导下完成查找资料，选择、论证方案，设计电路，运行仿真，设计印制电路板，分析结果，撰写报告等工作。
使学生初步掌握利用电子设计自动化工具设计电子电路的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力，为后续课程的学习、毕业设计和毕业后工作打下一定的基础。
关键词：方波、三角波、积分器、比较器一、设计方案论证1、概述由集成运放构成的方波和三角波发生器的电路形式很多，但通常由滞回比较器和积分电路构成。
按积分电路的不同，又可以分为两种类型：一类是由普通的RC积分电路组成，另一类由恒流充放电的积分电路和滞回比较器组成。
常用的方波和三角波发生电路是由集成运放组成的积分器和滞回比较器组成的，由于采用了由集成运算放大器组成弄鬼的积分器，电容C始终处在恒流充放电状态，使三角波和方波的性能得到很大的改善，不仅能得到线性度较理想的三角波，而且也便于调节振荡频率和幅度。
1.1设计任务：设计制造能产生方波、三角波的波形发生器并制作电路板1.2设计要求：1、频率在200Hz- 2kHz且连续可调2、方波幅值为15V3、三角波幅值为20V4、各种波形幅值均连续可调5、组装和调试设计的电路，使电路产生振荡输出。
频率稳定度较高。
当输出波形稳定且不失真时，测量输出频率的上限和下限。
检验该电路是否满足设计指标，若不满足，改变电路参数值，产生方波、三角波的方案有多种，本次实验主要采用由电压比较器和积分器同时产生方波和三角波。
其中电压比较器产生方波，对其输出波形进行一次积分产生三角波。
该电路的优点是十分明显的：1、线性良好、稳定性好；2、频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便地连续地改变频率，而且频率改变时，幅度恒定不变；3、三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其他波形。
方波 三角波波形发生器的设计教学文案
方波三角波波形发生器的设计精品资料西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计报告专业班级课程电子技术课程设计题目方波三角波波形发生器的设计学号学生姓名指导教师2013年12西安文理学院机械电子工程系课程设计任务书学生姓名专业班级学号指导教师职称教研室自动化课程电子技术课程设计题目方波、三角波波形发生器的设计任务与要求任务：设计能产生方波、三角波波形信号输出的波形发生器。
1．输出的各种波形工作频率范围0.02Hz～10k Hz连续可调；2．方波幅值10V；3．三角波峰-峰值20V；各种输出波形幅值均连续可调；4．设计电路所需的直流电源。
要求：1.根据设计任务和指标，初选电路；2.通过调查研究、设计计算，确定电路方案。
开始日期 2013.12.13 完成日期 2013.12.272013年 12 月 27 日目录设计目的 (4)设计任务和要求 (4)总体设计方案 (5)功能模块设计与分析 (10)电路的安装与调试 (14)实验仪器及元器件清单 (14)心得体会 (16)一、设计目的1.掌握方波—三角波产生电路的设计方法及工作原理；2.掌握电子系统的一般设计方法；3.掌握常用原件的识别和测试；4.掌握模拟电路的安装测量与调试的基本技能；5.培养实事求是，严谨的工作态度和严肃的工作作风。
二、设计任务和要求任务：设计能产生方波、三角波波形信号输出的波形发生器。
1.方波幅值10V；2.输出的各种波形工作频率范围0.02Hz~10k Hz连续可调；3.三角波峰-峰值20；各种输出波形幅值均连续可调；4.设计电路所需的直流电源。
要求：1.根据设计任务和指标，初选电路；2.通过调查研究、设计计算，确定电路方案。
三．总体设计方案方案一，框图如下图1所示：正弦波信号方波信号三角波信号图1 多种波形发生器原理框图（方案一）文氏桥振荡器（RC串-并联正弦振荡器）产生正弦波输出，其主要特点是采用RC串-并联网络作为选频和反馈网络，其振荡频率为f=1/(2πRC)，改变RC的值，可得到不同频率的正弦信号输出。
方波三角波发生器的设计与制作设计本科学位论文
目录前言 (2)一．设计任务与要求 (3)二．方案设计 (3)三. 单元电路设计与参数的计算 (3)四. 总原理图及元件清单 (8)五．性能分析： (9)六. 总结与心得体会 (10)参考文献 (11)方波三角波发生器的设计与制作前言函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波（锯齿波）、方波（矩形波）、阶梯波等电压波形的电路或仪器。
电路形式可以采用由运放及分立元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。
根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本课题介绍方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法。
产生方波、三角波和正弦波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过比较器电路变换成方波，再通过积分电路变换成三角波；依然可以首先产生方波、三角波，然后再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波。
波形发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
本次课程设计使用的发生器可产生三角波、方波等多种波形，波形的周期可以用程序改变，并可根据需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑等优点。
一．设计任务与要求1．设计一个函数发生器，要求输出波形为正弦波—方波—三角波；2．要求频率范围：方波10～100Hz,正弦波1KHz～10KHz,三角波100Hz～1KHz； 3．频率连续可调，线性失真小。
二．方案设计在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都学要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。
信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。
该函数发生器要求能输出频率范围可调的正弦波，方波和三角波，能够很好的实现本次试验的目的，将一些线性和非线性的元件与集成运放组合，输出性能良好的波形。
要求分析：由正弦波，方波或三角波的发生器产生相应的信号，通过相互转换实现多种波形的输出。
实验十二 方波----三角波发生器的设计
实验报告实验名称方波----三角波发生器的设计课程名称电子技术实验（模拟）院系部:控计学院专业班级：学生姓名：学号:同组人: 实验台号:08指导教师：成绩：实验日期:华北电力大学（北京）实验十二——方波和三角波发生器电路一、实验目的：(1)学习用的方法。
(2)掌握波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法。
二、预习要求：（1）复习有关三角波及方波发生器的工作原理。
（2）用集成运算放大器设计一个方波——三角波发生器，要求电路含有一个滞回比较器及一个RC积分电路。
三、实验原理：由集成运算放大器构成方波——三角波发生器有多种方式。
对波形发生器的设计，通常需要考虑两个方面：一是选择什么样的输出波形电路；二是确定该电路的振荡频率。
四、实验设备与器材：（1）示波器（2）数字万用表（3）集成运算放大器：LM324（4）双向稳压管（稳压值6.6V）（5）电阻：2.4千欧，10千欧，20千欧，100千欧。
（6）电容：0.047微法（7）模拟试验箱五、实验内容：自行设计电路：实验过程：当我按照要求连接好电路之后，发现不能产生方波和三角波。
于是我仔细地对电路进行了检查，排除了可能出现的错误后，示波器上还是没有出现波形。
最后我又重新对电路进行了连接，用了新的导线，结果还是没有波形出现，只是出现一些干扰强烈的波形。
这次试验没做出来，原因也许有以下几点:1.双向稳压管都坏了，导致该处开路，波形为尖顶波；2.两个双向稳压管电压不同，形成锯齿波；3.双向稳压管坏了一个，形成一半三角波一半尖顶波；4.限流电阻过大，使得三角波很尖，方波很窄；5.电压幅度不够大，导致方波三角波很平；6.电压周期不够大，导致三角波方波都很“瘦”；7.示波器竖直方向的量程没有调好，导致波形过大或者过小；8.用了很多长线，导致波形模糊；9.各种导线缠在一起，互相干扰，看不清波形；10.该接地的地方没有接地，导致最后不出来波形；11.没有对LM324进行检测，电路连接没有问题，可能问题就出现在这个芯片上。
方波三角波波形发生器的设计
某文理学院物理与机械电子工程学院课程设计报告专业班级课程电子技术课程设计题目方波三角波波形发生器的设计学号学生某指导教师2013年12某文理学院机械电子工程系课程设计任务书学生某专业班级学号指导教师职称教研室自动化课程电子技术课程设计题目方波、三角波波形发生器的设计任务与要求任务：设计能产生方波、三角波波形信号输出的波形发生器。
1．输出的各种波形工作频率X围0.02Hz～10k Hz连续可调；2．方波幅值10V；3．三角波峰-峰值20V；各种输出波形幅值均连续可调；4．设计电路所需的直流电源。
要求：1.根据设计任务和指标，初选电路；2.通过调查研究、设计计算，确定电路方案。
开始日期 2013.12.13 完成日期 2013.12.272013年 12 月 27 日目录设计目的 (4)设计任务和要求 (4)总体设计方案 (5)功能模块设计与分析 (10)电路的安装与调试 (14)实验仪器及元器件清单 (14)心得体会 (16)一、设计目的1.掌握方波—三角波产生电路的设计方法及工作原理；2.掌握电子系统的一般设计方法；3.掌握常用原件的识别和测试；4.掌握模拟电路的安装测量与调试的基本技能；5.培养实事求是，严谨的工作态度和严肃的工作作风。
二、设计任务和要求任务：设计能产生方波、三角波波形信号输出的波形发生器。
1.方波幅值10V；2.输出的各种波形工作频率X围0.02Hz~10k Hz连续可调；3.三角波峰-峰值20；各种输出波形幅值均连续可调；4.设计电路所需的直流电源。
要求：1.根据设计任务和指标，初选电路；2.通过调查研究、设计计算，确定电路方案。
三．总体设计方案方案一，框图如下图1所示：正弦波信号方波信号三角波信号图1 多种波形发生器原理框图（方案一）文氏桥振荡器（RC串-并联正弦振荡器）产生正弦波输出，其主要特点是采用RC串-并联网络作为选频和反馈网络，其振荡频率为f=1/(2πRC)，改变RC的值，可得到不同频率的正弦信号输出。
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课程设计的目的
《计算机电子线路制图课程设计》是学习课程之后的综合性实践教学环节。
目的是通过解决简单的实际问题巩固和加深在《计算机电子线路制图》课程中所学的理论知识和实验技能。
训练学生综合运用学过的电子设计自动化技术基础知识，在教师指导下完成查找资料，选择、论证方案，设计电路，运行仿真，设计印制电路板，分析结果，撰写报告等工作。
使学生初步掌握利用电子设计自动化工具设计电子电路的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力，为后续课程的学习、毕业设计和毕业后工作打下一定的基础。
关键词：方波、三角波、积分器、比较器
一、设计方案论证
1、概述
由集成运放构成的方波和三角波发生器的电路形式很多，但通常由滞回比较器和积分电路构成。
按积分电路的不同，又可以分为两种类型：一类是由普通的RC积分电路组成，另一类由恒流充放电的积分电路和滞回比较器组成。
常用的方波和三角波发生电路是由集成运放组成的积分器和滞回比较器组成的，由于采用了由集成运算放大器组成弄鬼的积分器，电容C始终处在恒流充放电状态，使三角波和方波的性能得到很大的改善，不仅能得到线性度较理想的三角波，而且也便于调节振荡频率和幅度。
1.1设计任务：
设计制造能产生方波、三角波的波形发生器并制作电路板
1.2设计要求：
1、频率在200Hz- 2kHz且连续可调
2、方波幅值为15V
3、三角波幅值为20V
4、各种波形幅值均连续可调
5、组装和调试设计的电路，使电路产生振荡输出。
频率稳定度较高。
当输
出波形稳定且不失真时，测量输出频率的上限和下限。
检验该电路是否满足设计指标，若不满足，改变电路参数值，产生方波、三角波的方案有多种，本次实验主要采用由电压比较器和积分器同时产生方波和三角波。
其中电压比较器产生方波，对其输出波形进行一次积分产生三角波。
该电路的优点是十分明显的：
1、线性良好、稳定性好；
2、频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便地连续地改变频率，
而且频率改变时，幅度恒定不变；
3、三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其他波形。
二单元电路设计
1电路结构
方波-三角波发生电路组成框
图一 方波——三角波原理框图
2 单元电路设计与参数计算
1、方波产生电路
因为方波电压只有两种状态，不是高电平、就是低电平。
所以电压比较器是它的重要组成部分。
它由反相输入的滞回比较器和RC 电路组成。
RC 回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC 充、放电实现使输出状态自动地相互转换。
图1 方波发生电路图 图 2 三角波发生电路
RC 振荡电路
方波发生
三角波产生
比较电路 积分电路
2、三角波发生电路
三角波电路波形可以通过积分电路实现，把方波电压作为积分运算电路的输入，在积分运算电路的输出就得到了三角波。
1）集成运放的选择
由于方波的前后沿时间和滞回比较器的转换速率有关，当方波频率很高或方波前、后沿要求较高时，应选择高速集成运算放大器来组成滞回比较器。
（2）稳压管的选择
稳压管的作用是限制和确定方波的幅度。
此外，方波幅度和宽度的对称性也与稳压管的对称性有关。
为了得到稳定而且对称的方波输出，通常选用高精度双向稳压管。
R3是稳压管的限流电阻，其值根据稳压管的稳压电流来确定。
（3）分压电阻R1和R2的阻值的确定
R1和R2的作用是提供一个随输出方波电压而变化的基准电压，并由此决定三角波的输出幅度。
所以R1和R2的阻值应根据三角波输出幅度的要求来确定。
而且当要求三角波的幅度可以调节时，可以选择用电位器来代替R1、R2。
（4）积分元件R和C参数的确定
R和C的值应根据方波和三角波发生器的振荡频率来确定。
当分压的电阻R1和R2的阻值确定后，先选择电容C的值，然后确定R的值。
而且为了减小积分漂移，应尽量将电容C的值取大些。
但是电容量大的电容漏电也大，所以通常积分电容应不超过1uF
3、选定仪器列表
表一：仪器列表
4、参数计算
1 方波
周期、频率计算：T=2RCln(1+2R1/R2) f=1/T
副值：Ut=R1/(R1+R2) *Uz
三角波
副值：Ut=Uz*R1/R2
周期、频率计算：T=4*R1*R4*C/R2
f=R2/(4*R1*R4*C)
2 针对本设计选择的参数是
起始时间为0
终止时间为10ms步长为20ns
最大步长为200ns
三仿真分析原理图
图3 电路原理图
1、仿真元件列表
元件名称标号说明参数
型号
封装形式所属元件库
LM324N UA
UB
集成
运算
放大
器
DIP-14/D19.7
LTOperational
Amplifier.IntLib
Res2 R1、R2 电阻40K AXIAL Miscellaneous
表二：仿真元件列表
四 仿真分析方案
1、仿真类型及参数
1）对于本题目的设计重点是观测V o1和V o2的波形，所以选择的仿真类型是 瞬态分析
针对瞬态分析主要包括以下特点：它用于求电路的时域响应；在其中可以设置Start time ,End time,Step time,Max step
time 等。
而且最重要的是它的分析结果是以波形图的形式显示，这一点符合本设计要求。
由于所有信号产生的频率都与方波和三角波产生模块所设置的频率一致，故所有产生的波信的频率都可以有所保证。
此电路设计符合设计要求。
从数据纪录中可以看出存在误差
频率最小值误差: 200HZ - 192.3HZ = 7.7HZ ； 最大值误差： 2.193K － 2K = 0.193K
方波幅值误差：15V － 13.6V = 1.4V 三角波幅值误差：20V － 20V = 0V
（1） 调试输出波形
2）数据记录
测量项目
频率方波
幅值
三角波幅
值£min £max
指标值200HZ 2KHZ 15V 20V
实际测量
值
192.3HZ 2.193KHZ 13.6V 20V
四仿真分析波形
完成实物图，然后使用双踪示波器测量验证，观察输出波形、幅值、频率参数是否符合要求，并记录数据。
4.1仿真调试输出波形
4.2 两波形仿真图形比较
五误差分析
仿真软件的元器件值不可能绝对的精确造成仿真结果会有一定的非可见误
差，另外参数的设置问题以及小数点的取舍都是影响结果的因素，而且人眼观察也是有一定的误差的，因此仿真结果会与理论值有一定差别也是可以允许的。
六印制电路板
图九：自动布线图
图十：印制电路板3D显示
图十一：布线框架图显示
七设计心得
通过这次对波形发生器的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于波形发生器的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真，仿真成功之后才实际接线的。
但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，在实际接线中有着各种各样的条件制约着。
而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为元器件本身的特性而能够成功。
所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。
在这次实习过程中，让我了解要多思考、多比较和多尝试把所学的书本知识应用于实际，培养自己的动手能力。
所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
八、参考文献
[1] 《电子技术实验教程-模拟电路实践》计算机学院电子技术实验室编
[2] 《模拟电子技术基础（第三版）》高等教育出版社出版
[3] 《电子实验与实践》高等教育出版社。