正弦波方波三角波
555方波产生三角波和正弦波的结论

555方波产生三角波和正弦波的结论方波是一种特殊的周期信号,它的波形由高电平和低电平交替组成。
而三角波和正弦波则是两种常见的连续周期信号。
那么,如何利用555定时器产生三角波和正弦波呢?我们需要了解555定时器的工作原理。
555定时器是一种集成电路,它可以根据外部电路的设计来产生不同的波形。
在555定时器中,有三个关键元件:比较器、RS触发器和放大器。
接下来,我们来看如何通过555定时器产生三角波。
在产生三角波的电路中,我们需要利用555定时器的比较器和RS触发器。
具体的电路连接如下:1. 将555定时器的引脚1(控制电压引脚)连接到正电源,引脚8(VCC)连接到负电源。
2. 将555定时器的引脚6(放大器输出引脚)连接到引脚2(比较器正输入引脚)。
3. 将555定时器的引脚2(比较器正输入引脚)连接到引脚6(放大器输出引脚),引脚3(比较器负输入引脚)连接到引脚6(放大器输出引脚)。
4. 将555定时器的引脚4(复位引脚)连接到引脚6(放大器输出引脚)。
5. 将555定时器的引脚5(控制电压引脚)连接到引脚1(控制电压引脚)。
6. 将555定时器的引脚7(放大器负电源引脚)连接到负电源。
7. 连接一个电阻和一个电容,将它们与555定时器的引脚2(比较器正输入引脚)和引脚6(放大器输出引脚)连接。
通过以上连接,我们可以实现555定时器产生三角波的功能。
当电源打开时,555定时器开始工作。
电容开始充电,电压逐渐上升,直到达到比较器的阈值电压。
此时,比较器输出高电平,RS触发器的状态发生改变,放大器的输出电压从高电平变为低电平,电容开始放电。
当电压降低到比较器的阈值电压时,比较器输出低电平,RS触发器的状态再次发生改变,放大器的输出电压从低电平变为高电平,电容开始充电。
如此反复,就形成了一个周期性的三角波。
接下来,我们来看如何通过555定时器产生正弦波。
在产生正弦波的电路中,我们需要利用555定时器的比较器和放大器。
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。
模拟电子方波—正弦波—三角波转换全解

第1章绪论1.1简介在人们认识自然、改造自然的过程中,经常需要对各种各样的电子信号进行测量,因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求,灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。
信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形),然后用其它仪表测量感兴趣的参数。
可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中,它不是测量仪器,而是根据使用者的要求,作为激励源,仿真各种测试信号,提供给被测电路,以满足测量或各种实际需要。
波形发生器就是信号源的一种,能够给被测电路提供所需要的波形。
传统的波形发生器多采用模拟电子技术,由分立元件或模拟集成电路构成,其电路结构复杂,不能根据实际需要灵活扩展。
随着微电子技术的发展,运用单片机技术,通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路,产生数字式的正弦波、方波、三角波、锯齿等幅值可调的信号。
与现有各类型波形发生器比较而言,产生的数字信号干扰小,输出稳定,可靠性高,特别是操作简单方便。
根据用途不同,有产生三种或多种波形的波形发生器,使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。
信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。
在测试、研究或调整电子电路及设备时,为测定电路的一些电参量,如测量频率响应、噪声系数,为电压表定度等,都要求提供符合所定技术条件的电信号,以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。
当要求进行系统的稳态特性测量时,需使用振幅、频率已知的正弦信号源。
当测试系统的瞬态特性时,又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。
并且要求信号源输出信号的参数,如频率、波形、输出电压或功率等,能在一定范围内进行精确调整,有很好的稳定性,有输出指示。
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。
正弦交流电的三种表达形式

正弦交流电的三种表达形式
正弦交流电是一种直流电转换成了交流电的能源,是家庭装置、工业用电以及电子产品等最常见的电源形式。
在正弦交流电中,有三种表达形式,它们分别是正弦波形、三角波形和方波形。
首先,正弦波形是正弦交流电的主要形式,是线性的波形,电流和电压的变化均为正弦曲线。
由于形状好控制,正弦波电流几乎在所有工业装置中都占有重要的位置,比如发电机、电机、变压器等。
此外,它还可用于家庭供电,比如电脑、电视、灯具等各种电器。
其次,三角波形是一种特殊的正弦波,它的特点是变化很快,它的电流和电压呈三角型曲线,而且它的频率比正弦波高,因此可以在电子设备中使用,例如单片机和各种控制器等。
三角波电流也可以用于工业领域,比如调速器、调幅器和变频器等。
最后,方波是一种非常简单的正弦电流,具有明显的上升沿和下降沿,这种电流的特点是变化很快,而且频率比三角波和正弦波都要高。
因此它常被用于数字电路,比如数字计算机和微控制器等。
综上所述,正弦交流电有三种表达形式,分别是正弦波形、三角波形和方波形,这三种形式作用于不同的场合,尤其是在家庭装置、工业用电以及电子产品等最常见的电源形式中,正弦波形占据十分重要的地位,其他两种则能够完成更加精确或者复杂的操作,为电子设备提供更加稳定的电源。
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三角波方波正弦波发生电路

波形发生电路要求:设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波和正弦波的波形发生器;指标:输出频率分别为:102H Z、103H Z和104Hz;方波的输出电压峰峰值V PP≥20V 1方案的提出方案一:1、由文氏桥振荡产生一个正弦波信号;2、把文氏桥产生的正弦波通过一个过零比较器从而把正弦波转换成方波;3、把方波信号通过一个积分器;转换成三角波;方案二:1、由滞回比较器和积分器构成方波三角波产生电路;2、然后通过低通滤波把三角波转换成正弦波信号;方案三:1、由比较器和积分器构成方波三角波产生电路;2、用折线法把三角波转换成正弦波;2方案的比较与确定方案一:文氏桥的振荡原理:正反馈RC网络与反馈支路构成桥式反馈电路;当R1=R2、时,F=1/3、Au=3;然而,起振条件为Au略大于3;实际操作时,如果要C1=C2;即f=f满足振荡条件R4/R3=2时,起振很慢;如果R4/R3大于2时,正弦波信号顶部失真;调试困难;RC串、并联选频电路的幅频特性不对称,且选择性较差;因此放弃方案一; 方案二:把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环系统,就构成三角波发生器和方波发生器;比较器输出的方波经积分可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波和方波发生器;通过低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固定频率或频率变化范围很小的情况下使用;然而,指标要求输出频率分别为102H Z、103H Z和104Hz;因此不满足使用低通滤波的条件;放弃方案二;方案三:方波、三角波发生器原理如同方案二;比较三角波和正弦波的波形可以发现,在正弦波从零逐渐增大到峰值的过程中,与三角波的差别越来越大;即零附近的差别最小,峰值附近差别最大;因此,根据正弦波与三角波的差别,将三角波分成若干段,按不同的比例衰减,就可以得到近似与正弦波的折线化波形;而且折线法不受频率范围的限制;综合以上三种方案的优缺点,最终选择方案三来完成本次课程设计;3工作原理:1、方波、三角波发生电路原理该电路由滞回比较器和积分器组成;图中滞回比较器的输出电压u01=Uz ±,它的输入电压就是积分电路的输出电压u02;则U1A 的同相输入端的电位:101202up=1212R u R u R R R R +++,令up=un=0,则阀值电压:1022R Ut u Uz R ±==±;积分电路的输入电压是滞回比较器的输出电压u01,而且不是+Uz,就是-Uz,所以输出电压的表达式为:01(10)0202(0)82u t t u u t R C -=-+;设初态时u01正好从-Uz 跃变到+Uz,则:(10)0282Uz t t u Ut R C -=-+,积分电路反向积分,u02随时间的增长线性下降,一旦u02=-Ut,在稍减小,u01将从+Uz 跃变为-Uz,使式变为:(21)0282Uz t t u Ut R C -=-,积分电路正向积分,u02随时间增长线性增大,一旦u02=+Ut,再稍微增大,uo1将从-Uz 跃变为+Uz,回到初态;电路重复上述过程,因而产生自激振荡;由上分析,u01是方波,且占空比为50%,幅值为Uz ±;u02是三角波,幅值为Ut ±;取正向积分过程,正向积分的起始值-Ut,终了值+Ut,积分时间为T/2,代入(21)0282Uz t t u Ut R C -=-,得282Uz T Ut Ut R C +=-,式中12R Ut Uz R =,整理可得:24812R f R R C =; 2、正弦波发生电路原理折线法是用多段直线逼近正弦波的一种方法;其基本思路是将三角波分成若干段,分别按不同比例衰减,所获得的波形就近似为正弦波;下图画出了波形的1/4周期,用四段折线逼近正弦波的情况;图中UImax为输入三角波电压幅值;根据上述思路,可以采用增益自动调节的运算电路实现;利用二极管开关和电阻构成反馈通路,随着输入电压的数值不同而改变电路的增益;在ωt=0°~25°段,输出的“正弦波”用此段三角波近似二者重合,因此,此段放大电路的电压增益为1;由于ωt=25°时,标准正弦波的值为sin25°≈,这里uO=uI=25/90UImax≈,所以,在ωt=90°时,输出的“正弦波”的值应为uO=≈;在ωt=50°时,输入三角波的值为uI=50/90UImax≈,要求输出电压uO=×sin50°≈,可得在25°~50°段,电路的增益应为ΔuO /ΔuI=−/−=;在ωt=70°时,输入三角波的值为uI=70/90UImax≈,要求输出电压uO=×sin70°≈,可得在50°~70°段,电路的增益应为ΔuO /ΔuI=0617−/−=;在ωt=90°时,输入三角波的值为uI=UImax ,要求输出电压uO≈,可得在70°~90°段,电路的增益应为ΔuO /ΔuI=−/1−=;下页图所示是实现上述思路的反相放大电路;图中二极管D3~D5及相应的电阻用于调节输出电压u03>0时的增益,二极管D6~D8及相应的电阻用于调节输出电压u03<0时的增益;电路的工作原理分析如下;当输入电压 uI <时,增益为1,要求图中所有二极管均不导通,所以反馈电阻Rf=R11;据此可以选定Rf=R11=R6的阻值均为1k Ω; 当ωt=25°~50°时,电压增益为,要求D1导通,则应满足:13//110.8096R R R =,解出R13=Ω;由于在ωt=25°这一点,D1开始导通,所以,此时二极管D1正极电位应等于二极管的阈值电压Vth ;由图可得:03141314u VEE Vth VEE R R R --=+,式中u03是ωt=25°时输出电压的值,即为;取UImax=10V ,Uth=,则有100.278(15)14(15)0.74.23614R R ⨯--+-=+解出R14=Ω;电阻取标准值,则R13=Ω,R14=Ω;其余分析如上;需要说明,为使各二极管能够工作在开关状态,对输入三角波的幅度有一定的要求,如果输入三角波的幅度过小,输出电压的值不足以使各二极管依次导通,电路将无法正常工作,所以上述电路采用比列可调节的比例运算电路U3A 模块将输出的三角波的幅值调至10V ±;4元件选择:①选择集成运算放大器由于方波前后沿与用作开关的器件U1A 的转换速率SR 有关,因此当输出方波的重复频率较高时,集成运算放大器A1 应选用高速运算放大器;集成运算放大器U2B 的选择:积分运算电路的积分误差除了与积分电容的质量有关外,主要事集成放大器参数非理想所致;因此为了减小积分误差,应选用输入失调参数VI0、Ii0、△Vi0/△T、△Ii0/△T小,开环增益高、输入电阻高,开环带较宽的运算放大器;反相比例运算放大器要求放大不失真;因此选择信噪比低,转换速率SR 高的运算放大器;经过芯片资料的查询,TL082 双运算放大转换速率SR=14V/us;符合各项指标要求;②选择稳压二极管稳压二极管Dz 的作用是限制和确定方波的幅度,因此要根据设计所要求的方波幅度来选稳压管电压Dz;为了得到对称的方波输出,通常应选用高精度的双向稳压管③电阻为1/4W的金属薄膜电阻,电位器为精密电位器;④电容为普通瓷片电容与电解电容;5仿真与调试按如下电路图连接连接完成后仿真,仿真组图如下仿真完成后开始焊接电路,焊接完成后开始调试,调试组图如下:;5总结该设计完全满足指标要求;第一:下限频率较高:70hz;原因分析:电位器最大阻值和相关电阻阻值的参数不精确;改进:用阻值精密电位器和电阻;第二:正弦波在10000HZ时,波形已变坏;原因分析:折线法中各电阻阻值不精准,TL082CD不满足参数要求;改进:采用精准电阻,用NE5532代替TL082CD;.6心得体会“失败乃成功之母”;从始时的调试到最后完成课程设计经历了多次失败;不能半途而废,永不放弃的精神在自己选择的道路上坚持走下去在这次设计过程中,体现出自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力,体会了学以致用;并且从设计中发现自己平时学习的不足和薄弱环节,从而加以弥补;时,这次模拟电子课程设计也让我认识到以前所学知识的不深入,基础不够扎实,以致于这次在设计电路图的时候,需要重复翻阅课本的知识;我深深知道了知识连贯运用的重要性;7参考书目:1、童诗白、华成英,模拟电子技术基础2、吴慎山,电子技术基础实验3、周誉昌、蒋力立,电工电子技术实验4、广东工业大学实验教学部,Multisim电路与电子技术仿真实验8元件清单。
机械冲击试验的三种波形-概述说明以及解释

机械冲击试验的三种波形-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言部分是一篇文章的开端,概述了文章将要讨论的主题和内容。
在本文中,我们将探讨机械冲击试验的三种波形,这些波形对材料的性能有着不同的影响。
通过对三种波形的介绍和分析,我们将深入了解机械冲击试验在材料研究和工程领域中的重要性,并展望未来可能的研究方向。
通过这篇文章,读者可以对机械冲击试验有一个全面的了解,并对其在实际应用中的意义有所认识。
1.2 文章结构:本文将分为三个主要部分:引言、正文和结论。
在引言部分中,将介绍研究的背景和意义,以及文章的结构安排。
正文部分将详细介绍机械冲击试验的概述、三种波形的特点和对材料性能的影响。
最后,在结论部分,将总结三种波形的特点,探讨机械冲击试验的意义,并展望未来可能的研究方向。
整篇文章将以逻辑清晰、数据详实的方式展现机械冲击试验的重要性和影响。
1.3 目的机械冲击试验是一种常用的材料性能测试方法,通过施加冲击载荷来评估材料的抗冲击性能。
本文旨在介绍机械冲击试验中常用的三种波形,包括正弦波冲击、方波冲击和锯齿波冲击。
通过对这三种波形的特点进行分析,探讨它们对材料性能的影响,以及在具体应用中的优缺点。
通过深入了解这些波形的特点,可以更好地选择合适的试验方法,提高材料的抗冲击性能,并为未来的研究工作提供参考和启示。
最终旨在促进机械冲击试验领域的发展,推动材料科学研究的进步。
2.正文2.1 机械冲击试验概述机械冲击试验是一种常用的物理实验方法,用于评估材料在受到外部力作用时的性能表现。
通过施加瞬时冲击负载,可以模拟实际工程中的冲击加载情况,以了解材料的耐冲击性能。
在工程实践中,机械冲击试验广泛应用于汽车碰撞、航空航天、建筑结构等领域。
机械冲击试验通常包括冲击加载器、冲击传感器、数据采集系统等设备。
通过控制冲击加载器施加不同振幅、频率和波形的冲击载荷,可以对材料的动态响应进行精确测量和分析。
此外,冲击传感器可以实时监测冲击载荷的大小和形式,为后续数据处理提供准确的输入。
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。
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正弦波方波三角波1课程设计名称:设计制作一个方波\三角波\正弦波\锯齿波发生器摘要函数信号发生器是一种能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路。
该电路可为实验室提供波形频率范围为0.02Hz~20kHz,幅值2v的稳定信号源。
大大降低了实验成本,有效的简化了实验的操作步骤,是实验室小型电路信号发生器的理想所选,具有广泛的应用价值。
此信号发生器采用模块化结构,主要由以下三个模块组成,即正弦波发生器模块、方波发生器模块、三角波发生器模块。
在设计此函数信号发生器时,采用模块化的设计思想,使设计起来更加简单、容易、条理清晰。
同时调试起来也更容易。
经过一系列的分析、准备,本次设计除在美观方面处理得不够得当之外,完成了全部的设计要求。
2关键词: 函数信号发生器、 LM324 、集成运算放大器、晶体管差分放大目录前言 ??????????????????????????????????????????????????????????? 4 第一章函数发生器的设计要求????????????????????????????????????? 51.1 波形发生器的特点及应用 ?????????????????????????????????? 51.2 设计任务及要求 ?????????????????????????????????????????? 5 第二章电路设计原理及单元模块??????????????????????????????????? 62.1 设计原理????????????????????????????????????????????????? 62.1 单元模块????????????????????????????????????????????????? 62.1.1 RC选频振荡模块 ??????????????????????????????????????? 62.1.2 过零比较器 ??????????????????????????????????????????? 82.3.3 产生三角波模块????????????????????????????????????????? 9 第三章安装与调试?????????????????????????????????????????????? 1233.1 电路的安装??????????????????????????????????????????????? 123.2 电路的调试??????????????????????????????????????????????? 123.2 电路的分析??????????????????????????????????????????????? 13 结论 ?????????????????????????????????????????????????????????? 14 参考文献???????????????????????????????????????????????????????? 14 附录一????????????????????????????????????????????????????????? 15 附录二????????????????????????????????????????????????????????? 16前言科学技术是第一生产力。
三次工业革命使我们的社会发生了翻天覆地的变化,使我们由手工时代进入了现代的电器时代。
同时科技在国家的国防事业中发挥了重要的作用,只有科技发展了才能使一个国家变得强大。
而作为二十一世纪的主义,作为一名大学生,不仅仅要将理论知识学会,更为重要的是要将所学的知识用于实际生活之中,使理论与实践能够联系起来。
波形发生器在实际生活中有很重要的作用,影响着科技的发展,在当今社会又好又快的生活方式是人们所向往的,因此作为一名学习知识的青年,应该学好基础知识,设计出是人民满意的东西,产出人性化和自能化的电子产品,另一方面电子产品不断的更新,需要我们更加扎实的基础。
本设验主要完成正弦波-方波-三角波之间的转换,在调节滑动变阻器的阻值时产生不同的波形,当电阻调大或调小都会影响其波形的失真,由RC选蘋振荡电4路产生正弦波,用过零比较器产生方波,方波的基础上有两种方法产生三角波,一种是通过积分电路产生三角波,另一种通过低通滤波,两种电路各有所长。
整个电路的设计借助于multisim 2010仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识,并在multisim 2010下设计和进行仿真,得到了预期的结果。
第一章波形发生器设计要求1.1 波形发生器的特点及应用随着社会文明的进步和科学技术的发展,先进的电子技术在各个近代学科门类和技术领域中占有不可或缺的核心地位。
在我国现代化建设的发展进程中,电子技术在国民经济和科学研究各个领域的应用也越来越广泛。
而波形发生器恰恰是电子技术中的一个重要组成部分。
该波形发生器结构简单且制作方便使用范围广,具有连续可调的波形频率,其波形幅值稳定。
该波形发生器因其结构简单因此消耗电量低且携带方便,能够极大的满足我们实验要求。
1.2 设计任务及要求1.2.1基本要求:? 输出波形频率范围为0.02Hz~20kHz且连续可调;5? 正弦波幅值为?2V,;? 方波幅值为2V;? 三角波峰-峰值为2V,占空比可调;? 设计电路所需的直流电源可用实验室电源。
1.2.2 设计任务及目标:(1)根据原理图分析各单元电路的功能;(2) 熟悉电路中所用到的各集成芯片的管脚及其功能;(3) 进行电路的装接、调试,直到电路能达到规定的设计要求;(4) 写出完整、详细的课程设计报告。
第二章电路设计原理与单元模块电路设计原理:为了能够产生方波、正弦波、三角波、锯齿波,我们在电路的设计中运用了波形的转换。
以正弦波-方波-三角波(锯齿波)转换为思路,设计电路。
因此在设计电路时,充分考虑到它们的相互转换,电路由三部分组成,第一部分通过RC选频振荡产生正弦波,第二部分在正弦波发生的基础上,通过过零比较器产生方波,第三部分在方波的基础上产生三角波,因为方波变三角波有两种方案:(1)方波通过低通电路产生三角波。
(2)方波通过积分电路产生三角波。
在方波占空比可调的情况下,则通过调节方波占空比,可得到锯齿波。
2(1 单元模块RC正弦波发生器过零比较器积分电路信号发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等6电压波形的电路或仪器。
根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数信号发生器,使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块)。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题采用由集成运算放大器,通过波形转换得到各种输出波形。
式振荡电路得到正弦波,再通过过零比较器,从而得到方波。
最后由RC桥由积分电路,得到三角波。
而因为方波占空比可调,因此通过占空比的调节得到锯齿波。
2.1.1 RC选频振荡模块RC桥式振荡电路及工作原理RC桥式正弦振荡电路如下图所示。
其中R1、C1和R2、C2为串、并联选频网络,接于运算放大器的输出与同相输入端之间,构成正反馈,以产生正弦自激振荡。
R3、RW及R4组成负反馈网络,调节RW可改变负反馈的反馈系数,从图2.1.1RC桥式振荡电路而调节放大电路的电压增益,使电压增益满足振荡的幅度条件。
1+R/R=3为了保证电路起振1+R/R>3,R=R+(R//r),当R=R=R时,C=C=C 时。
f3f3fw4D1212,,电路的振荡频率:f=1/2RC,起振的幅值条件:R/R2。
f2为了使振荡幅度稳定,通常在放大电路的负反馈回路里加入非线性元件来自动调整负反馈放大电路的增益,从而维持输出电压幅度的稳定。
图中的两个二极7管D1,D2便是稳幅元件。
当输出电压的幅度较小时,电阻R4两端的电压低,二极管D1、D2截止,负反馈系数由R3、RW及R4决定;当输出电压的幅度增加到一定程度时,二极管D1、D2在正负半周轮流工作,其动态电阻与R4并联,使负反馈系数加大,电压增益下降。
输出电压的幅度越大,二极管的动工作原理及电路图态电阻越小,电压增益也越小,输出电压的幅度保持基本稳定。
为了维持振荡输出,必须让调整电阻RW (即改变了反馈R ),使电路起振,f 且波形失真最小。
如不能起振,则说明负反馈太强,应适当加大R ,如波形失f真严重,则应适当减少R。
f改变选频网络的参数C 或R,即可调节振荡频率。
一般采用改变电容C 作频率量程切换(粗调),而调节R作量程内的频率细调。
RC振荡电路采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC振荡电路,它适用于低频振荡,一般用于产生1Hz~1MHz的低频信号。
因为对于RC振荡电路来说,增大电阻R即可降低振荡频率,而增大电阻是无需增加成本的。
常用LC振荡电路产生的正弦波频率较高,若要产生频率较低的正弦振荡,势必要求振荡回路要有较大的电感和电容,这样不但元件体积大、笨重、安装不便,而且制造困难、成本高。
因此,200kHz以下的正弦振荡电路,一般采用振荡频率较低的RC振荡电路。
常用的RC振荡电路有相移式和桥式两种。
(1) RC移相式振荡器,具有电路简单,经济方便等优点,但选频作用较差,振幅不够稳定,频率调节不便,因此一般用于频率固定、稳定性要求不高的场合。
其振荡频率是RC fo=1/2π(2)RC桥式振荡器将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC8振荡电路,放大器件可采用集成运算放大器。
如图2.1.2所示,RC串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间,构成正反馈,R、R1接在运算放大器的输出端和反f相输入端之间,构成负反馈。
正反馈电路和负反馈电路构成一文氏电桥电路,运算放大器的输入端和输出端分别跨接在电桥的对角线上,所以,把这种振荡电路称为RC桥式振荡电路。
(如图2.1.2)振荡信号由同相端输入,故构成同相放大器,输出电压Uo与输入电压Ui同相,其闭环电压放大倍数等于Au=Uo/Ui=1+(R/R1)。
而fRC串并联选频网络在ω=ωo=1/RC时,Fu=1/3,εf=0?,所以,只要|Au|=1+(R/R1)>3,即R>2R1,振荡电路就能满足自激振荡的振幅和相位起ff 振条件,产生自激振荡,振荡频率fo等于fo=1/2πRC2.1.2 过零比较器工作原理及电路图在实用电路中为了满足负载的需要,常在集成运放的输出端加稳压管限幅电路,从而获得合适的U和U,如图2.1.4所示。
图中R为限流电阻,两只稳压管的稳定电压均应小于集成运放的最大OHOL输出电压U。