模电课设 多种波形发生器

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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

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。

模拟电路课程设计--多用途波形发生器

模拟电路课程设计--多用途波形发生器

模拟电路课程设计--多用途波形发生器课程题目:多用途波形发生器一、设计目的·掌握运算放大器的工作原理。

·掌握波形产生电路组成及设计方法。

二、设计任务和要求。

1.设计制作一台能产生方波、三角波、锯齿波和正弦波的波形发生器。

;2.①输出波形频率范围为0.02Hz~20kHz且连续可调;②正弦波幅值为±10V,失真度小于2%;③方波幅值为10V;④三角波峰-峰值为20V;⑤各种波形幅值均连续可调;⑥设计电路所需的直流电源。

⑦出集成运放、二极管、电阻、电容、电位器、转换开关等全部元件的清单三、方案选择与论证。

3.1方案1:1、结构图见图1:图中共有四个主要部分: 1.正弦波发生器如图:C450%50%50% C1、C2与两个滑动变阻器构成选频网络,开始时,D2、D3与R3并联,电阻约为R3,AF>1,之后D2与D3将R3短路,AF=1,振荡产生正弦波。

2.方波与三角波发生器R4200kΩ当R8取50%时,电路振荡产生方波与三角波,否则产生矩形波与锯齿波。

波形频率有R6调节,R4可以调节波形和幅度。

C2与R9接地可以使波形减少失真。

3.电源1kΩ利用桥型整流,结合C7~C12滤波,将交流电变成直流,产生正负电源为运算放大器提供电源4.放大器R15200kΩKey=AAD549JH是高阻抗运算放大器,将产生的波形放大。

四.用到的元器件741、AD549JH运算放大器电解电容、可变电容1N4001GP、1N1204C二极管05AZ2.2稳压管TS-PQ4-10变压器220V、50Hz电阻若干五.心得通过本次课程设计,将课本所学知识联系到日常生活中,加深了我们对课本内容的认识和应用,也更让我们了解到了生活中即使是随便看得到一个光控路灯,也有着不简单的内容,让我们重新感悟,从生活中学习,着心于观察生活,才能做到不空读书,从而将生活中的所观所感融入到学习中,进而学会更多。

此外,通过团队的合作,更让我们发现了各自所学的不足,大家取长补短,互相为师,加深了对彼此的了解,增进了友谊。

模拟电子课程设计--波形信号发生器

模拟电子课程设计--波形信号发生器

模拟与数字电子技术课程设计报告设计课题:波形信号发生器专业班级:电子信息工程1002学生姓名:指导教师:设计时间:题目:信号发生器摘要信号发生器又称为波形发生器,是一种能产生标准信号的电子仪器,是工业生产和电工电子实验室中经常使用的电子仪器之一。

信号发生器可以有多种实现方法,而频率越高产生波形越多的信号发生器越好,可以从信号发生器的制作条件及使用领域方面考虑其实现方法数字系统中需要的特殊信号,如方波、三角波等,例如在通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波,把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去,就需要能够产生高频的振荡器。

在工业、农业、生物医学领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等,都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。

波形发生器广泛地应用于各大院校和科研场所。

随着科技的进步,社会的发展,单一的波形发生器已经不能满足人们的需求,而我们设计的正是多种波形发生器。

关键词:正弦波;方波;三角波;低频信号源引言:信号发生器是科研、教学、制造业中一种最常用的通用仪器,输出波形一般固定为正弦波、三角波、锯齿波和方波,不能实现有时在实验或工程应用中需要的特殊信号给用户使用带来不便。

虽然目前市场上的高性能的任意信号发生器已经出现,但是价格昂贵,对于一般机电控制的用户而言频带不需要很宽。

所以一种既能满足一定频率和波形性能要求又价格低廉的超低频任意信号发生器就成为了一种需求。

本课题提出一种既能满足使用要求又价格低廉的原理样机设计方案,并对原理样机的性能提出了改进方案。

1设计任务与要求(1)具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能;(2)正弦波幅值±10V,方波幅值±10V;(3)三角波峰-峰值20V,各种输出波形幅值在一定范围内可调;(4)输出波形工作频率范围为100HZ~10KHZ,且连续可调。

2方案设计与论证方案一∶采用传统的直接频率合成器。

模拟电子技术课程设计产生正弦波,方波,三角波,且占空比可调,频率可调,幅度可调

模拟电子技术课程设计产生正弦波,方波,三角波,且占空比可调,频率可调,幅度可调

模拟电子技术课程设计产生正弦波,方波,三角波,且占空比可调,频率可调,幅度可调模拟电子技术课程设计任务书一、设计题目:波形发生器的设计(二)方波/三角波/正弦波/锯齿波函数发生器二、设计目的1、研究正弦波等振荡电路的振荡条件。

2、学习波形产生、变换电路的应用及设计方法以及主要技术指标的测试方法。

三、设计要求及主要技术指标设计要求:设计并仿真能产生方波、三角波及正弦波等多种波形信号输出的波形发生器。

1、方案论证,确定总体电路原理方框图。

2、单元电路设计,元器件选择。

3、仿真调试及测量结果。

主要技术指标1、正弦波信号源:信号频率范围20Hz,20kHz 连续可调;频率稳定度较高。

信号幅度可以在一定范围内连续可调;2、各种输出波形幅值均连续可调,方波占空比可调;3、设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限,还可以进一步测出其输出电压的范围。

四、仿真需要的主要电子元器件1、运算放大电路2、滑线变阻器3、电阻器、电容器等五、设计报告总结(要求自己独立完成,不允许抄袭)。

1、对所测结果(如:输出频率的上限和下限,输出电压的范围等)进行全面分析,总结振荡电路的振荡条件、波形稳定等的条件。

2、分析讨论仿真测试中出现的故障及其排除方法。

3、给出完整的电路仿真图。

4、体会与收获。

1(正弦波输出电路14R116V23kΩR13R212 VD1D28.2kΩ50%6.8kΩ11U1A1N40071N4007XSC1R90Key=A172ExtTrig10kΩ1+R8180_3BA275.1kΩ4__LM324AD++R5R75.1kΩ5.1kΩ192411U3AR62511U2AR4225.1kΩC215.1kΩ15C11223233420LM324 AD4.7nF4R10LM324AD4.7nFR112kΩR3262kΩ100kΩ50%R12Key=A2128 0100kΩ50%Key=A00V112 V如图所示为频率可调、幅度可调的正弦波振荡电路。

多种波形发生器课程设计

多种波形发生器课程设计

多种波形发生器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解并掌握多种波形发生器的原理及其功能。

2. 学生能够识别并描述方波、三角波、正弦波等基本波形的特点。

3. 学生能够解释波形发生器在电子技术中的应用。

技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的波形发生器电路图。

2. 学生能够操作示波器等实验设备,观察并分析不同波形的特点。

3. 学生能够通过小组合作,完成波形发生器的搭建和调试。

情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到波形发生器在科技发展中的重要性,增强对电子技术的兴趣。

2. 学生在学习过程中,培养合作精神、探究精神和创新意识。

3. 学生能够遵循实验操作规范,树立安全意识,养成严谨的科学态度。

课程性质:本课程为电子技术课程的一部分,旨在帮助学生了解并掌握波形发生器的原理和应用。

学生特点:学生为高中年级,具备一定的电子基础知识和实验操作能力。

教学要求:结合学生特点和课程性质,通过理论讲解、实验演示和小组合作,使学生能够达到上述课程目标。

在教学过程中,注重培养学生的动手能力、思考能力和创新能力,将知识目标、技能目标和情感态度价值观目标分解为具体的学习成果,以便后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识:- 波形发生器的原理及其分类- 方波、三角波、正弦波等基本波形的数学表达式和特点- 波形发生器在电子电路中的应用实例2. 实践操作:- 示波器的使用方法- 波形发生器电路图设计- 波形发生器电路的搭建与调试3. 教学大纲:- 第一课时:波形发生器原理及分类介绍,示波器使用方法讲解- 第二课时:方波、三角波、正弦波等基本波形特点及数学表达式分析- 第三课时:波形发生器应用实例分析,电路图设计方法讲解- 第四课时:小组合作,进行波形发生器电路搭建与调试4. 教材章节:- 教材第四章:波形发生器- 教材第五章:示波器及其应用教学内容根据课程目标进行选择和组织,确保科学性和系统性。

在教学过程中,教师需按照教学大纲安排教学内容和进度,结合教材章节,使学生在掌握理论知识的同时,能够进行实践操作,提高学生的综合能力。

模电课程设计—设计制作一频率可调的多波形信号发生器

模电课程设计—设计制作一频率可调的多波形信号发生器

目录1题目分析 (2)1.1设计任务 (2)1.2设计目的 (2)1.3课程设计要求 (2)2 方案论证 (3)2.1 整体思路 (3)2.2 方案论述 (3)3 方案选择 (5)4 硬件设计及原理分析 (6)5 性能测试 (15)6小结与体会 (16)7 元件清单 (17)8 参考文献 (18)1题目分析1.1设计任务设计制作一频率可调的多波形信号发生器1.2设计目的1 培养学生正确的设计思想,理论联系实际的工作作风,严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。

2 培养学生综合运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。

3 通过课程设计,使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。

1.3课程设计要求1 输出电压VO及最大输出电流IOmax(I档:VO=±12V对称输出,IOmax=100mA;II档:VO=(+3~+9)V连续可调,IOmax=200mA);纹波电压VOP-P≤5mV,稳压系数SV≤5×10-3.2 选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。

计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图,阐述基本原理。

(选做:用PSPICE或EWB软件完成仿真)3 安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。

2 方案论证2.1整体思路为了完成上面所设计的全部指标整机电路分四个部分:电源变压器、整流二极管、滤波电容、集成稳压器220V交流电压变压器整流桥滤波电容集成直流稳压器电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。

整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。

滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。

2.2方案论述方案一:整流部分采用一个二极管,利用二极管的单向导电性将交流转化为直流,滤波部分采用电感滤波电路,在整流电路后串入一个电感器,稳压部分,第一档采用由CW7812和CW7912构成的正负12V对称双电源电路,第二档由CW7805组成电路输出正5V直流稳压,第三档由CW7805和电压跟随器组成的输出电压可调稳压电路构成输出3到9伏电压。

模拟电子技术课程设计报告(正弦波、方波—三角波波形发生器)

模拟电子技术课程设计报告(正弦波、方波—三角波波形发生器)

模拟电⼦技术课程设计报告(正弦波、⽅波—三⾓波波形发⽣器)模拟电⼦技术课程设计报告设计题⽬:正弦波、⽅波—三⾓波波形发⽣器专业班级学号学⽣姓名同组成员指导教师设计时间教师评分⽬录1、概述 (3)1.1、⽬的 (3)1.2、课程设计的组成部分 (3)2、正弦波、⽅波、三⾓波设计的内容 (3)3、总结 (4)3.1、课程设计进⾏过程及步骤 (4)3.2、所遇到的问题及是怎样解决这些问题的 (10)3.3、体会收获及建议 (10)3.4、参考资料 (10)4、教师评语 (11)5、成绩 (11)1、概述1.1、⽬的课程设计的⽬的在于巩固和加强电⼦技术理论学习,促进其⼯程应⽤,着重于提⾼学⽣的电⼦技术实践技能,培养学⽣综合运⽤所学知识分析问题和解决问题的能⼒,了解开展科学实践的程序和基本⽅法,并逐步形成严肃、认真、⼀丝不苟、实事求是的科学作风和⼀定的⽣产观、经济观和全局观。

1.2、课程设计的组成部分(1)、RC正弦波振荡电路(2)、⽅波—三⾓波产⽣电路2、正弦波、⽅波—三⾓波设计的内容(1)、RC正弦波振荡电路设计⼀个RC正弦波振荡电路,其正弦波输出为:a.振荡频率: 1592 Hzb.振荡频率测量值与理论值的相对误差<+5%c.振幅基本稳定d.振荡波形对称,⽆明显⾮线性失真(2)、⽅波—三⾓波产⽣电路设计⼀个⽤集成运算放⼤器构成的⽅波—三⾓波产⽣电路。

指标要求如下:⽅波 a.重复频率:4.35*103 Hzb.相对误差<+5%c.脉冲幅度 +(6--8)V三⾓波 a.重复频率:4.35*103 Hzb.相对误差<+5%c.幅度:6—8V3、总结3.1、课程设计进⾏过程及步骤1、正弦波实验参考电路如图(1)、根据已知条件和设计要求,计算和确定元件参数。

并在实验电路板上搭接电路,检查⽆误后接通电源,进⾏调试。

(2)、调节反馈电阻R4,使电路起振且波形失真最⼩,并观察电阻R4的变化对输出波形V o的影响。

模电多种波形发生器Word版

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辽宁工业大学模拟电子技术基础课程设计(论文)题目:函数信号发生器的设计与制作院(系):工程技术学院专业班级:电气工程及自动化学号: 11学生姓名:吴小强指导教师:(签字)起止时间:2013.06.24—2013.07.5课程设计(论文)任务及评语院(系):工程技术学院教研室:电子信息工程摘要在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域,经常需要用到各种各样的信号波形发生器。

随着集成电路的迅速发展,用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。

用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比,其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标,都有了很大的提高。

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。

函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

例如在通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波,把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去,就需要能够产生高频的振荡器。

在工业、农业、生物医学等领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等,都需要功或大或小、频率或高或低的振荡器。

函数信号发生器的实现方法通常有以下几种:(1)用分立元件组成的函数发生器:通常是单函数发生器且频率不高,其工作不很稳定,不易调试。

(2)可以由晶体管、运放IC等通用器件制作,更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。

早期的函数信号发生器IC,如L8038、BA205、XR2207/2209等,它们的功能较少,精度不高,频率上限只有300kHz,无法产生更高频率的信号,调节方式也不够灵活,频率和占空比不能独立调节,二者互相影响。

(3)利用单片集成芯片的函数发生器:能产生多种波形,达到较高的频率,且易于调试. (4)利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器:能产生任意波形并达到很高的频率。

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课程设计(论文)题目:多种波形发生器院(系):专业班级:学号:学生姓名:指导教师:教师职称:起止时间:目录第1章多种波形发生器设计方案论证 (1)1.1多种波形发生器的应用意义 (1)1.2 多种波形发生器设计的要求及技术指标 (1)1.3 设计方案论证 (2)1.4 总体设计方案框图及分析 (3)第2章多种波形发生器各单元电路设计 (4)2.1 直流稳压电源电路设计 (4)2.2 方波-三角波电路设计 (6)2.3 三角波-正弦波电路设计 (8)第3章多种波形发生器整体电路设计 (9)3.1 整体电路图及工作原理 (9)3.2 电路参数计算 (10)3.3 整机电路性能分析 (12)第4章设计总结 (12)参考文献 (12)附录:器件清单 (13)第1章多种波形发生器设计方案论证1.1多种波形发生器的应用意义多种波形发生器可以说室电子领域最为实际,最为基础,最为广泛的器材,这次设计的发生器需要发出正弦波、方波、三角波。

函数发生器作为一种常用的信号源,是现代信号领域内应用最为广泛的通用仪器之一,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,都需要有信号源,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。

它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而广泛应用于通信、雷达、导航、宇航等领域。

所以各种波形发生器的设计是一个与实际应用最密切,最重要的任务1.2 多种波形发生器设计的要求及技术指标(一)设计要求:1 .分析设计要求,明确性能指标。

必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等,广开思路,构思出各种总体方案,绘制结构框图。

2 .确定合理的总体方案。

对各种方案进行比较,以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较,并考虑器件的来源,敲定可行方案。

3 .设计各单元电路。

总体方案化整为零,分解成若干子系统或单元电路,逐个设计。

4.组成系统。

在一定幅面的图纸上合理布局,通常是按信号的流向,采用左进右出的规律摆放各电路,并标出必要的说明。

(二)功能要求:1.输出的各种波形工作频率范围0.02Hz~1kHz连续可调。

2.正弦波幅值±10V,失真度小于1.5%。

3.方波幅值±10V。

4.三角波峰峰值20V;各种输出波形幅值均连续可调。

1.3 设计方案论证(一)波形产生电路方案构思与论证:方案1:可以用正弦振荡器产生正弦波输出,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再用积分电路将方波变换成三角波输出。

图1.1 方案1原理框图该方案结构简单,具有较好的正弦波和方波信号,要通过积分器电路产生同步的三角波,存在一定的困难。

原因是积分电路的积分常数通常是不变的,而随着方波信号频率的改变,积分电路输出三角波幅度将同时改变。

若要保持三角波输出幅度不变,则须同时改变积分时间常数的大小。

方案2:可以先用比较器产生方波输出,方波经积分电路可得到三角波输出,利用折线近似法三角波变换为正弦波输出。

图1.2 方案2原理框图该电路方波——三角波产生电路视为一体,因为比较器A1与积分器A2组成正反馈闭电路。

集成运放构成电压比较器,输出方波信号,运放构成积分器,将方波变换成三角波输出。

三角波——正弦波电路的转换可以通过折线法来实现,而且实际效果要优于理论。

方案3:随着集成制造技术的不断发展,信号发生器已被制造成集成专用集成电路。

利用单片函数发生器5G8038、集成振荡 555 等。

可灵活地组成各种波形产生电路。

考虑到该方案的器件来源,舍弃该方案。

因此,考虑题目选择了方案2(二)直流稳压电源原理方框图图1.3 自流稳压电压源原理方框图本实验直流电源部分选择串联型直流稳压电源,整个电路包括:变压器将220v 电压降到我们试验所需的电压,然后经过整流电路,整流电路通常用单相桥式整流电路、滤波电路常采用无源元件R 、L 、C 构成的不同类型滤波电路。

由于本电路为小功率可用电容输入式滤波电路。

稳压电路采用串联型稳压电路,比较放大单元采用分立三极管组成的差动放大器或者集成运算放大器,可提高电路的稳定性。

1.4 总体设计方案框图及分析经过比较,以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较,并考虑器件的来源,最终选择方案2。

总体设计方案框图:图1.4 总体设计方案框图及分析该电路方波——三角波产生电路视为一体,因为比较器A1与积分器A2组成正反馈闭电路。

集成运放构成电压比较器,输出方波信号,运放构成积分器,将方波变换成三角波输出。

本电路的不足可以通过分多个频率波段选多个电容的方法来弥补。

三角波——正弦波电路的转换可以通过折线法来实现,而且实际效果要优于理论。

第2章多种波形发生器各单元电路设计2.1 直流稳压电源电路设计直流稳压电源是提供直流电压的电源设备,由电源变压器,整流,滤波,和稳压电路四部分组成,图示为由分立元件组成的串联型稳压电源的电路图,其整流部分为单相桥式整流电路,滤波部分为电容滤波电路,稳压部分为串联稳压电路. 对输入电压的要求,输入电压的选取原则是,在最坏的条件下仍能保证调整管处于放大状态,不能饱和. 对调整管的要求,晶体管的额定电流Icm应大于输出电流.晶体管的耐压应高于输入电压,晶体管的最大允许耗散功率应大于调整管集电极最大功率.(1).电源变压器:将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压,一般次级电压u2较小。

(2).整流电路:将变压器次级交流电压u2变成单向的直流电压u3,它包含直流成份和许多谐波分量。

(3).滤波电路:滤除脉动电压u3中的谐波分量,输出比较平滑的直流电压u4。

该电压往往随电网电压和负载电流的变化而变化。

(4).稳压电路:它能在电网电压和负载电流的变化时,保持输出直流电压的稳定。

它是直流稳压电源的重要组成部分,决定着直流电源的重要性能指标。

直流稳压电源如下图所示,则 ().24202.12.1,2.11.12V V V V V V I I =⨯==-= 电路中T1、R1、Dz1为稳压电源的启动电路,当输入电压为一定时,且高于Dz2的稳定电压Vz2时,稳压管两端电压Vz2使T1导通,整个电路进入正常工作状态。

输出电压的最大电压和最小电压分别为V V V R R R R R V V V V R R R R V Z P P O Z P O 966009004431863009004431min 1max =⨯=+++==⨯=++=因此,输出电压的调节范围为9至18V ,符合本实验要求。

图2.1 直流稳压电源图2.2 方波-三角波电路设计如下图所示,电路能自动产生方波—三角波。

电路工作原理如下:若a 点断开,整个电路成开环态。

运算放大器A1与R1,R2及R3,Rp1组成电压比较器,R1称为平衡电阻,C1称为加速电容,可加速比较器的翻转。

运放的反相端接基准电压,即V-=0,同相端接输入电压Via 。

比较器的输出Vo1的高电平近似等于平电源电压+Vcc ,低电平近似等于负电源电压-Vee ,当比较器的V+=V-=0时,比较器翻转,输出Uo1从高电平+Vcc 跳到低电平-Vee ,或从低电平-Vee 跳到高电平+Vcc 。

设Vo1=+Vcc ,其中Rp1指电位器的调整值。

将式子整理可得比较器翻转的下门限电位Via-,同样的,Vo1=-Vee 时得比较器的上门限电位Via+。

计算公式如下所示:Vcc Rp R R Vee Rp R R Via Vcc Rp R R Vcc Rp R R Via Via Rp R R Rp R Vcc Rp R R R V 132)(132132)(132013213)(1322+=-+-=++-=++-=-=+++++++=+图2.2方波-三角波工作原理图所以,比较器的门限宽度Vh 为Vcc Rp R R Via Via Vh 1322+=--+= 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Vo1,则积分器的输出()⎰+-=dt Vo C RP R Vo 122412 当Vo1=+Vcc 时和Vo1=-Vee 时Vo2分别为如下值:()()()()t C RP R Vee Vo t C RP R Vcc Vo 22422242+--=++-=可见,当积分器输入为方波时,输入的是一个上升速率与下降速率相等的三角波。

a 点闭合,即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Vcc RP R R m Vo 1322+= 方波-三角波的频率()2242413C RP R R RP R f ++= 由上两式可得以下结论:(1)电位器Rp2在调整方波-三角波的输出频率时,不会影响输出的幅度。

若要求输出频率范围较宽,可用C2改变频率的范围,Rp2实现频率微调。

(2)方波的输出幅值应近似等于电源电压+Vcc 。

三角波的输出幅值应不超过电源电压+Vcc 。

电位器Rp1可实现幅度微调,但会影响方波-三角波的频率。

2.3 三角波-正弦波电路设计三角波-正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。

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。

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。

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。

利用差分对管的饱和与截止特性进行变换。

分析表明差分放大器的传输特性曲线ic1的表达式为Vt vid eIo ie ic /111-+∂=∂= 如果Vid 为三角波,设表达式⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤⎪⎭⎫ ⎝⎛--≤≤⎪⎭⎫ ⎝⎛-=)2(434)20(44T t T T t T Vm T t T t T Vm Vid 式中,Vm 为三角波幅度;T 为三角波周期。

将它代入ic1得:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≤<+∂≤≤+∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛--)2(1)20(1)(143444T t T e Io T t e Io t ic T t T V Vm T t VtT Vm T 用计算机进行计算出来的曲线近似于正弦波,则差分放大器的输出电压近似于正弦波,为使输出波形更接近正弦波,要求:1. 传输特性曲线尽可能的对称,线性区尽可能的窄。

2. 三角波的幅值Vm 应接近晶体管的截止电压值。

3.图2.3 三角波-正弦波工作原理图第3章多种波形发生器整体电路设计3.1 整体电路图及工作原理工作原理:串联型稳压电源为运算放大器提供10v稳定电压。

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