方波三角波正弦波函数信号发生器

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函数信号发生器的作用

函数信号发生器的作用

函数信号发生器的作用
函数信号发生器是一种能够发出不同类型信号的仪器,可以用于各种实验和测试中。

它的主要作用包括:
1. 产生各种波形信号,如正弦波、方波、三角波、锯齿波等,可以用于测试和测量各种电路。

2. 产生高频信号,可以用于测试和测量射频电路以及无线电通信设备。

3. 产生低频信号,可以用于测试和测量音频电路以及各种控制系统。

4. 产生模拟信号,可以用于测试和测量各种模拟电路,如放大器、滤波器等。

5. 产生数字信号,可以用于测试和测量数字电路、微控制器等。

总之,函数信号发生器是实验室中非常重要的一种测试仪器,它可以模拟各种信号,为电子工程师和研究人员提供了方便快捷的实验和测试手段。

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信号发生器 (正弦波,方波,三角波)51单片机 C语言代码

信号发生器 (正弦波,方波,三角波)51单片机 C语言代码

/**************************************//* 信号发生器(正弦波,方波,三角波)*//*************************************/#include<reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit cs=P2^0; //tlc5615片选端口sbit clk=P2^1; //tlc5615时钟线sbit din=P2^2; //tlc5615传输端口sbit key1=P1^0;sbit key2=P1^1; //按键的单片机接口uchar keydat;uchar flag; //波形发生终止信号的标志位一旦被置零立马停止发信号uchar flagsqu; //方波高低电平控制为(运用定时器1中断控制)uchar m,num;uchar dat=0xff;uchar code tosin[141]={ //正弦波的编码0x00,0x01,0x02,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15,0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e,0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66,0x69,0x6c,0x6f,0x70,0x71,0x72,0x73,0x74,0x75,0x76,0x77,0x78,0x79,0x7a,0x7b,0x7c,0x7d,0x7e,0x7e,0x7f,0x80,0x7f,0x7e,0x7e,0x7d,0x7c,0x7b,0x7a,0x79,0x78,0x77,0x76,0x75,0x74,0x73,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51,0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,0x38,0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b,0x29,0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16,0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,0x0d,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00};void delay(uchar z) //延时函数{uchar x,y;for(x=0;x<110;x++)for(y=z;y>0;y--);}void prepare() //tlc5615的初始化{cs=1;din=1;clk=0;cs=0; //cs的上升沿和下降沿必须在clk 为低时进?}/* 用中断来产生方波void Squtranslator(){TR1=1; //启动定时器1 控制高低电平的持续时间占空比do{do{_wave=0;}while((!flagsqu) && flag==1);//如果一旦终止信号的//产生可以立马退出循环flagsqu=0;do{_wave=1;}while((!flagsqu) && flag==1);flagsqu=0;}while(flag);flag=1;TR1=0;}*/void Squtranslator() //方波函数{uchar j;uchar dat1=0x7f;while(flag){do{prepare();dat=dat1;for(j=0;j<12;j++){din=(bit)(dat>>7); //将数据的最高位赋给dinclk=1;dat=dat<<1; //一位位的传输clk=0;}cs=1; //cs的上升沿和下降沿必须在clk 为低时进行delay(200); //使高低电平持续一段时间if(dat1==0)dat1=0x7f; //完成了0和0x7f之间的替换elsedat1=0;}while(flag);}}void Tratranslator() //锯齿波的发生函数{uchar j;uchar dat1=0x7f;while(flag){do{prepare();dat=dat1;for(j=0;j<12;j++){din=(bit)(dat>>7); //将数据的最高位赋给dinclk=1;dat=dat<<1; //一位位的传输clk=0;}cs=1; //cs的上升沿和下降沿必须在clk 为低时进行delay(2); //稍加延时dat1--;}while(flag && dat1); //一旦有终止信号就可以停止do{prepare();dat=dat1;for(j=0;j<12;j++){din=(bit)(dat>>7); //将数据的最高位赋给dinclk=1;dat=dat<<1; //一位位的传输clk=0;}cs=1; //cs的上升沿和下降沿必须在clk 为低时进行delay(2); //稍加延时dat1++;}while(flag && (!(dat1==0x7f)));}}void Sintranslator(uchar wave[],uchar num )//正弦波的转换函数{uchar i,j;uchar dat1;do{for(i=0;i<num;i++){prepare();dat1=wave[i]; //打开片选开始工作for(j=0;j<12;j++){din=(bit)(dat1>>7); //将数据的最高位赋给dinclk=1;dat1=dat1<<1; //一位位的传输clk=0;if(flag==0)break;}cs=1; //cs的上升沿和下降沿必须在clk为低时进行delay(1); //稍加延时if(flag==0)break;}}while(flag); //等待控制键的暂停}void keyscan() //切换功能按键返回键值函数{uchar i;for(i=0;i<4;i++){if(key1==0){delay(10);if(key1==0){keydat++;do{}while(!key1); //松手检测if(keydat==4)keydat=1;//加满回零处理}}}}void keycountrl() //切断输出控制函数{if(key2==0){delay(10);if(key2==0){flag=0;do{}while(!key2); //松手检测}}}void main (){uchar temp;TMOD=0x01; //确定定时器的工作方式TH0=(65536-50000)/256; //给定时器0赋予初值TL0=(65536-50000)%256;EA=1; //开总中断ET0=1; //开启定时器0中断TR0=1;while(1){do{switch(keydat){case 1:flag=1;do{Sintranslator(tosin,141);}while(flag);break;case 2: flag=1;do{Tratranslator();}while(flag);break;case 3: flag=1;do{Squtranslator();}while(flag);break;default:break;}}while(flag);temp=keydat; //装载键值while(keydat==temp); //在这里等待键值的改变}}void Time0() interrupt 1{TH0=(65536-50000)/256; //定时器0用来扫描按键不断地扫描dTL0=(65536-50000)%256;num++;if(num==4){keyscan();keycountrl();num=0;}}。

方波-三角波-正弦波函数发生器设计

方波-三角波-正弦波函数发生器设计

湖北民族学院课程设计报告课程设计题目课程:电子线路课程设计专业:班级:学号:学生姓名:指导教师:2014年 6 月20 日信息工程学院课程设计任务书2014年6月20日信息工程学院课程设计成绩评定表摘要函数信号发生器是一种能够产生多种波形,如方波、三角波、正弦波的电路。

函数发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

通过对函数波形发生器的原理以及构成分析,可设计一个能变换出方波、三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。

该系统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,并通过在示波器上观察波形及数据,得到结果。

其中电压比较器实现方波的输出,又连接积分器得到三角波,并通过三角波-正弦波转换电路看到正弦波,得到想要的信号。

该系统利用了Protues电路仿真软件进行电路图的绘制以及仿真。

Protues软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真,能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。

凭借Protues,可以立即创建具有完整组件库的电路图,并让设计者实现相应的技术指标。

本课题采用集成芯片ICL8038制作方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法,经过protues仿真得出了方波、三角波、正弦波、方波-正弦波转换及三角波-正弦波转换的波形图。

关键词:电源,波形,比较器,积分器,转换电路,低通滤波,Protues目录1引言-------------------------------------------------------------- 51.1课程设计任务------------------------------------------------- 51.2课程设计的目的----------------------------------------------- 51.3课程设计要求------------------------------------------------ 52 任务提出与方案论证------------------------------------------------ 62.1函数发生器的概述--------------------------------------------- 62.2方案论证 --------------------------------------------------- 63 总体设计---------------------------------------------------------- 83.1总电路图----------------------------------------------------- 83.2 电路仿真与调试技术------------------------------------------ 94 详细设计及仿真--------------------------------------------------- 10 4.1 方波发生电路的工作原理与运放741工作原理-------------------- 10 4.2方波—三角波产生电路的工作原理------------------------------ 104.3三角波—正弦波转换电路的工作原理---------------------------- 114.4整体仿真效果图---------------------------------------------- 135 总结------------------------------------------------------------- 14 参考文献----------------------------------------------------------- 151引言现在世界中电子技术和电子产品的应用越加广泛,人们对电子技术的要求也越来越高。

北邮电子电路实验-函数信号发生器-实验报告

北邮电子电路实验-函数信号发生器-实验报告

北京邮电大学电子电路综合设计实验实验报告实验题目:函数信号发生器院系:信息与通信工程学院班级:姓名:学号:班内序号:一、课题名称:函数信号发生器的设计二、摘要:方波-三角波产生电路主要有运放组成,其中由施密特触发器多谐振荡器产生方波,积分电路将方波转化为三角波,差分电路实现三角波-正弦波的变换。

该电路振荡频率由第一个电位器调节,输出方波幅度的大小由稳压管的稳压值决定;正弦波幅度和电路的对称性分别由后两个电位器调节。

关键词:方波三角波正弦波频率可调幅度三、设计任务要求:1.基本要求:设计制作一个方波-三角波-正弦波信号发生器,供电电源为±12V。

1)输出频率能在1-10KHZ范围内连续可调;2)方波输出电压Uopp=12V(误差<20%),上升、下降沿小于10us;3)三角波输出信号电压Uopp=8V(误差<20%);4)正弦波信号输出电压Uopp≥1V,无明显失真。

2.提高要求:1)正弦波、三角波和方波的输出信号的峰峰值Uopp均在1~10V范围内连续可调;2)将输出方波改为占空比可调的矩形波,占空比可调范围30%--70%四、设计思路1. 结构框图实验设计函数发生器实现方波、三角波和正弦波的输出,其可采用电路图有多种。

此次实验采用迟滞比较器生成方波,RC积分器生成三角波,差分放大器生成正弦波。

除保证良好波形输出外,还须实现频率、幅度、占空比的调节,即须在基本电路基础上进行改良。

由比较器与积分器组成的方波三角波发生器,比较器输出的方波信号经积分器生成三角波,再经由差分放大器生成正弦波信号。

其中方波三角波生成电路为基本电路,添加电位器调节使其频率幅度改变;正弦波生成电路采用差分放大器,由于差分放大电路具有工作点稳定、输入阻抗高、抗干扰能力较强等优点,特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。

2.系统的组成框图五、分块电路与总体电路的设计1.方波—三角波产生电路如图所示为方波—三角波产生电路,由于采用了运算放大器组成的积分电路,可得到比较理想的方波和三角波。

函数信号发生器实验报告

函数信号发生器实验报告

函数发生器设计(1)一、设计任务和指标要求1、可调频率范围为10Hz~100Hz 。

2、可输出三角波、方波、正弦波。

、可输出三角波、方波、正弦波。

3、三角波、方波、正弦波信号输出的峰-峰值0~5V 可调。

可调。

4、三角波、方波、正弦波信号输出的直流电平-3V~3V 可调。

可调。

5、输出阻抗约600Ω。

二、电路构成及元件参数的选择 1、振荡器、振荡器由于指标要求的振荡频率不高,由于指标要求的振荡频率不高,对波形非线性无特殊要求。

对波形非线性无特殊要求。

对波形非线性无特殊要求。

采用图采用图1所示的电路。

所示的电路。

同时同时产生三角波和方波。

产生三角波和方波。

图1 振荡电路振荡电路振荡电路根据输出口的信号幅度要求,可得最大的信号幅度输出为:根据输出口的信号幅度要求,可得最大的信号幅度输出为:V M =5/2+3=5.5V 采用对称双电源工作(±V CC ),电源电压选择为:,电源电压选择为: V CC ≥V M +2V=7.5V 取V CC =9V选取3.3V 的稳压二极管,工作电流取5mA ,则:,则: V Z =V DZ +V D =3.3+0.7=4V 为方波输出的峰值电压。

为方波输出的峰值电压。

OM Z CC Z 3Z Z V -V V -1.5V -V 9-1.5-4R ==700ΩI I 5»=()1AR4R2R1R3DZ DZRW2AR5R7CVozVosR6Vi+取680680ΩΩ。

取8.2K 8.2KΩΩ。

R 1=R 2/3=8.2/1.5=5.47(K Ω)取5.1K Ω。

三角波输出的电压峰值为:三角波输出的电压峰值为:V OSM =V Z R 1/R 2=4×5.1/8.2=2.489(V ) R 4=R 1∥R 2=3.14 K Ω取3K Ω。

Z Z V 4RW=8K 0.1~0.2I 0.15==W ´()()取10K Ω。

R 6=RW/9=10/9=1.11(K Ω)取1K Ω。

设计制作一个方波-三角波-正弦波函数信号发生器 Microsoft Word 文档

设计制作一个方波-三角波-正弦波函数信号发生器 Microsoft Word 文档

课程设计说明书课程设计名称:模拟电子课程设计课程设计题目:设计制作一个方波-三角波-正弦波函数转换器学院名称:信息工程学院专业:通信工程班级:090422学号:******** 姓名:龙敏丽评分:教师:欧巧凤、张华南20 11 年 3 月23 日模拟电路课程设计任务书20 10 -20 11 学年第2 学期第1 周- 2 周题目设计制作一个方波-三角波-正弦波函数转换器内容及要求①输出波形频率范围为0.02Hz~20KHz且连续可调;②正弦波幅值为±2v;③方波幅值为±2v;④三角波峰-峰值为2v,占空比可调。

能根据题目的要求,综合所学知识,进行资料查询、系统设计、选用合适的元器件,先仿真通过后,用万能板/实验箱制作调试和进行结果分析,按学院要求的格式写出总结报告进度安排1. 布置任务、查阅资料、选择方案,领仪器设备: 3天;2. 领元器件、制作、焊接:3天3.调试: 3.5天4. 验收:0.5天学生姓名:龙敏丽指导时间:2011年2月24日—3月3日指导地点: E-508 室任务下达2011年 2月22日任务完成2011 年 3 月 3 日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□ 3.实际操作□√ 4.其它□√指导教师欧巧凤系(部)主任付崇芳摘要当今世界在以电子信息技术为前提下推动了社会跨越式的进步,科学技术的飞速发展日新月异带动了各国生产力的大规模提高。

由此可见科技已成为各国竞争的核心,尤其是电子通信方面更显得尤为重要,在国民生产各部门都得到了广泛的应用,而各种仪器在科技的作用性也非常重要,如信号发生器、单片机、集成电路等。

信号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。

常用超低频信号发生器的输出只有几种固定的波形,有方波、三角波、正弦波、锯齿波等,不能更改信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备,传统的可以完全由硬件电路搭接而成,如采用LM324振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一,不用依靠单片机。

函数信号发生器工作原理

函数信号发生器工作原理

函数信号发生器工作原理函数信号发生器是一种可以产生不同形式的波形信号的电子设备。

它通常用于测试电路或设备的响应,及验证系统的可靠性和性能。

本文将介绍函数信号发生器的工作原理及其基本组成。

1、函数信号发生器的基本原理函数信号发生器使用内部电路产生信号波形,这些波形可以是正弦波、方波、三角波等,也可以是随时间变化的任意模拟波形信号,称为任意波形(Arbitrary Waveform)。

任意波形信号可以通过数字信号处理器(DSP)和相应的算法产生,可以控制其幅值、频率、相位、周期等参数,与旋钮手动调节产生的波形相比,任意波形信号更具有可重复性和精度。

任意波形成为了近年来函数信号发生器的重要特点之一。

函数信号发生器的工作原理基于模拟电路和数字技术的结合。

如下图所示,函数信号发生器的主要部件包括信号发生器主控板、波形发生控制板、数字信号处理器(DSP)和高精度数字模拟转换器(DAC)等。

其中波形发生控制板控制信号发生器主控板的输出电压幅值、频率、相位等参数,主控板再将这些参数转换成数字信号通过DSP和DAC产生电压波形输出到信号输出端。

2、函数信号发生器的基本组成(1)信号发生器主控板信号发生器主控板是函数信号发生器的核心控制板,它负责启动、控制和调节函数信号发生器的各种功能。

主控板内包含高速时钟电路、微控制器、输出放大器等部件,通过接收波形控制板发来的指令从而产生需要的波形输出并控制其电压幅值、频率、相位等参数。

(2)波形发生控制板波形发生控制板负责产生波形控制信号,这些信号包括电压幅值、频率、相位等参数。

它和信号发生器主控板通过数字接口连接,主控板根据波形控制板的指令产生相应的波形信号输出。

(3)数字信号处理器(DSP)数字信号处理器(DSP)是函数信号发生器中的重要部件,它用于实现任意波形信号的产生和输出。

DSP通过高精度滤波器将输入的数字信号处理成需要的波形信号,再将这些信号通过DAC转换成模拟信号输出到信号输出端。

函数信号发生器实训报告

函数信号发生器实训报告

一、实训目的本实训旨在通过设计制作一个可输出方波、三角波、正弦波信号的函数信号发生器,掌握函数信号发生器的设计原理、电路组成、工作过程以及调试方法。

通过本次实训,提高学生对电子电路设计和调试能力的培养,为今后从事相关领域工作打下坚实基础。

二、实训内容1. 设计要求(1)通过集成运算放大器和晶体管查分放大电路设计一个函数信号发生器。

(2)输出波形:方波、三角波、正弦波。

(3)输出频率:1—10KHz范围内连续可调,无明显失真。

(4)方波输出电压Uopp:12V,上升、下降沿小于10us(误差<20%)。

(5)三角波Uopp:8V(误差<20%)。

(6)正弦波Uopp:1V。

2. 设计思路(1)原理框图:函数信号发生器主要由振荡器、频率调节电路、波形变换电路和输出电路组成。

(2)系统的组成框图:① 振荡器:产生稳定的振荡信号。

② 频率调节电路:实现输出频率的连续可调。

③ 波形变换电路:将振荡信号转换为所需的波形。

④ 输出电路:放大输出信号。

(3)分块电路和总体电路的设计:① 振荡器:采用正弦波振荡电路,利用晶体管构成正反馈回路,产生正弦波信号。

② 频率调节电路:采用可变电阻器或电位器,调节振荡频率。

③ 波形变换电路:采用比较器和积分器,将正弦波信号转换为方波信号;利用积分器将方波信号转换为三角波信号。

④ 输出电路:采用差分放大器,提高输出信号的幅度和抗干扰能力。

三、实训过程1. 电路搭建根据设计要求,搭建函数信号发生器的电路。

主要包括振荡器、频率调节电路、波形变换电路和输出电路。

2. 电路调试(1)检查电路连接是否正确,确保无短路、断路等故障。

(2)调整频率调节电路,使输出频率达到设计要求。

(3)观察波形变换电路输出波形,确保输出波形符合设计要求。

(4)调整输出电路,使输出信号幅度达到设计要求。

3. 测试与验证(1)使用示波器观察输出波形,确保输出波形符合设计要求。

(2)使用频率计测量输出频率,确保输出频率达到设计要求。

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信号发生器电路队员:指导教师:二〇一六年一月目录1 函数发生器的总方案及原理框图 (1)1.1 电路设计原理框图 (1)2设计的目的及任务 (2)2.1 课程设计的任务与要求 (2)2.2 课程设计的技术指标 (2)3 各部分电路设计 (3)3.1 方波发生电路的工作原理 (3)3.2 方波---三角波转换电路的工作原理 (3)3.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理 (6)3.4电路的参数选择及计算 (8)3.5 总电路图 (10)4 电路仿真 (11)4.1仿真电路图 (11)4.2 方波---三角波发生电路的仿真 (11)4.3 三角波---正弦波转换电路的仿真 (12)5电路的焊接与调试 (13)5.1 焊接实物图 (13)5.2 方波---三角波发生电路的调试 (13)5.3 三角波---正弦波转换电路的调试 (13)1.函数发生器总方案及原理框图1.1 原理框图2.课程设计的目的和设计的任务2.1设计任务设计方波——三角波——正弦波函数信号发生器2.2课程设计的要求及技术指标1.设计、组装、调试函数发生器2.输出波形:正弦波、方波、三角波;3.频率范围:在1-10Hz, 10-100Hz范围内可调;4.输出电压:方波UP-P≤24V,三角波UP-P=8V,正弦波UP-P>1V;5.波形特性:方波tr<30um,三角波r△<2%,正弦波r△<5%3.各组成部分的工作原理3.1方波发生电路的工作原理此电路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、放电实现输出状态的自动转换。

设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+UT。

Uo通过R3对电容C正向充电,如图中实线箭头所示。

反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高,当t趋于无穷时,Un趋于+Uz;但是,一旦Un=+Ut,再稍增大,Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-Ut。

随后,Uo又通过R3对电容C反向充电,如图中虚线箭头所示。

Un随时间逐渐增长而减低,当t趋于无穷大时,Un 趋于-Uz;但是,一旦Un=-Ut,再减小,Uo就从-Uz跃变为+Uz,Up从-Ut跃变为+Ut,电容又开始正相充电。

上述过程周而复始,电路产生了自激振荡。

3.2 方波---三角波转换电路的工作原理方波—三角波产生电路工作原理如下:若a 点断开,运算发大器A1与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器,C1为加速电容,可加速比较器的翻转。

运放的反相端接基准电压,即U-=0,同相输入端接输入电压Uia ,R1称为平衡电阻。

比较器的输出Uo1的高电平等于正电源电压+Vcc ,低电平等于负电源电压-Vee (|+Vcc|=|-Vee|), 当比较器的U+=U-=0时,比较器翻转,输出Uo1从高电平跳到低电平-Vee,或者从低电平Vee 跳到高电平Vcc 。

设Uo1=+Vcc,则 312231231()0CC ia R RP R U V U R R RP R R RP ++=++=++++将上式整理,得比较器翻转的下门限单位Uia-为 223131()CC CC ia R R U V V R RP R RP ---=+=++若Uo1=-Vee,则比较器翻转的上门限电位Uia+为 223131()EE CC ia R R U V V R RP R RP +-=-=++比较器的门限宽度2312H CC ia ia R U U U I R RP +-=-=+由以上公式可得比较器的电压传输特性,如图3-71所示。

a 点断开后,运放A2与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器,其输入信号为方波Uo1,则积分器的输出Uo2为214221()O O U U dt R RP C -=+⎰ 1O CC U V =+时,2422422()()()CC CC O V V U t t R RP C R RP C -+-==++1O EE U V =-时,2422422()()()CC EE O V V U t t R RP C R RP C --==++可见积分器的输入为方波时,输出是一个上升速度与下降速度相等的三角波,其波形关系下图所示。

a 点闭合,既比较器与积分器首尾相连,形成闭环电路,则自动产生方波-三角波。

三角波的幅度为2231O m CC R U V R RP =+方波-三角波的频率f 为3124224()R RP f R R RP C +=+由以上两式可以得到以下结论:1. 电位器RP2在调整方波-三角波的输出频率时,不会影响输出波形的幅度。

若要求输出频率的范围较宽,可用C2改变频率的范围,PR2实现频率微调。

2. 方波的输出幅度应等于电源电压+Vcc 。

三角波的输出幅度应不超过电源电压+Vcc 。

电位器RP1可实现幅度微调,但会影响方波-三角波的频率。

3.3 三角波---正弦波转换电路的工作原理三角波——正弦波的变换电路主要由差分放大电路来完成。

差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。

特别是作为直流放大器,可以有效的抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。

波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。

分析表明,传输特性曲线的表达式为:22/1id TC E U U aI I aI e==+ 011/1id TC E U U aI I aI e -==+式中 /1C E a I I =≈0I ——差分放大器的恒定电流;T U ——温度的电压当量,当室温为25oc 时,UT ≈26mV 。

如果Uid 为三角波,设表达式为44434m id m U T t T U U Tt T ⎧⎛⎫- ⎪⎪⎪⎝⎭=⎨-⎛⎫⎪- ⎪⎪⎝⎭⎩ 022T t T t T ⎛⎫≤≤ ⎪⎝⎭⎛⎫≤≤ ⎪⎝⎭式中 Um ——三角波的幅度; T ——三角波的周期。

为使输出波形更接近正弦波,由图可见: (1) 传输特性曲线越对称,线性区越窄越好;(2) 三角波的幅度Um 应正好使晶体管接近饱和区或截止区。

(3) 图为实现三角波——正弦波变换的电路。

其中Rp1调节三角波的幅度,Rp2调整电路的对称性,其并联电阻RE2用来减小差分放大器的线性区。

电容C1,C2,C3为隔直电容,C4为滤波电容,以滤除谐波分量,改善输出波形。

3.4电路的参数选择及计算1.方波-三角波中电容C1变化(关键性变化之一)实物连线中,我们一开始很长时间出不来波形,后来将C2从10uf (理论时可出来波形)换成0.1uf 时,顺利得出波形。

实际上,分析一下便知当C2=10uf 时,频率很低,不容易在实际电路中实现。

2.三角波——正玄波部分比较器A1与积分器A2的元件计算如下。

由式(3-61)得2231O m CC R U V R RP =+即223141123O m CC U R R RP V ===+取 210R K =Ω,则3130R RP K +=Ω,取320R K =Ω ,RP1为47K Ω的点位器。

区平衡电阻1231//()10R R R RP K =+≈Ω 由式(3-62)3124224()R RP f R R RP C +=+即3141224R RP R RP R C ++=+当110Z H f Z ≤≤H 时,取210C F μ=,则42(75~7.5)R RP k +=Ω,取4 5.1R k =Ω,为100K Ω电位器。

当10100Z H f Z ≤≤H 时 ,取21C F μ=以实现频率波段的转换,R4及RP2的取值不变。

取平衡电阻510R k =Ω。

三角波—>正弦波变换电路的参数选择原则是:隔直电容C3、C4、C5要取得较大,因为输出频率很低,取345470C C C F μ===,滤波电容6C 视输出的波形而定,若含高次斜波成分较多,6C 可取得较小,6C 一般为几十皮法至0.1微法。

RE2=100欧与RP 4=100欧姆相并联,以减小差分放大器的线性区。

差分放大器的几静态工作点可通过观测传输特性曲线,调整RP 4及电阻R*确定。

3.5 总电路图三角波-方波-正弦波函数发生器实验电路先通过比较器产生方波,再通过积分器产生三角波,最后通过差分放大器形成正弦波。

4.电路仿真4.1 仿真电路4.2 方波---三角波发生电路的仿真4.3 三角波---正弦波转换电路的仿真5 电路的焊接与调试5.1 焊接实物图5.2 方波---三角波发生电路的调试1.调试方波——三角波产生电路1. 接入电源后,用示波器进行双踪观察;2. 调节RP1,使三角波的幅值满足指标要求;3. 调节RP2,微调波形的频率;4. 观察示波器,各指标达到要求后进行下一部按装。

2. 1~10Hz电路的调试3. 10~100Hz电路的调试5.2 三角波---正弦波转换电路的调试1.调试三角波——正弦波变换电路1. 接入直流源后,把C4 接地,利用万用表测试差分放大电路的静态工作点;2. 测试V1、V2的电容值,当不相等时调节RP4使其相等;3. 测试V3、V4的电容值,使其满足实验要求;4. 在C4端接入信号源,利用示波器观察,逐渐增大输入电压,当输出波形刚好不失真时记入其最大不失真电压;2. 1~10Hz电路的调试3.10~100Hz电路的调试7.实验总结为期一个星期的课程设计已经结束,在这一星期的学习、设计、焊接过程中我感触颇深。

使我对抽象的理论有了具体的认识。

通过这次课程设计,我掌握了常用元件的识别和测试;熟悉了常用的仪器仪表;了解了电路的连接、焊接方法;以及如何提高电路的性能等等。

其次,这次课程设计提高了我的团队合作水平,使我们配合更加默契,体会了在接好电路后测试出波形的那种喜悦。

在实验过程中,我们遇到了不少的问题。

比如:波形失真,甚至不出波形这样的问题。

在老师和同学的帮助下,把问题一一解决,那种心情别提有多高兴啊。

实验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题,有些理论知识还处于懵懂状态,老师们不厌其烦地为我们调整波形,讲解知识点,实在令我感动。

还有就是在实验中,好多同学被电烙铁烫伤了,这不得不让我想起安全问题,所以在以后的实验中我们应该注意安全,让不必要的伤害减至最少。

还有值得我们自豪的一点就是我们的线路连得横竖分明,简直就是艺术啊,最后用一句话来结束吧。

“实践是检验真理的唯一标准”。

与君共勉。

8.仪器仪表清单设计所用仪器及器件1.直流稳压电源1台2.双踪示波器1台3.万用表1只4.运放741 2片5.电位器50K 2只100K 1只100Ω1只6.电容470μF 3只10μF 1只1μF 1只0.1μF 2只0.01μF 1只7.三极管9013 4只8.面包板1块9.剪刀1把10.仪器探头线2根11.电源线4根9.参考文献童诗白主编.模拟电子技术基础(第三版).北京:高教出版社,2001李万臣主编.模拟电子技术基础与课程设计.哈尔滨工程大学出版社,2001.3 胡宴如主编. 模拟电子技术. 北京. 高等教育出版社,2000。

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