第七章波形发生器模拟电子技术
第7章模拟电子技术周雪
第 章 波形发生电路
由于集成运算放大器的相移为180°, 为满足振荡的 相位平衡条件, 要求反馈网络对某一频率的信号再移相 180°, 图7.7中RC构成超前相移网络。 正如所知, 一节RC 电路的最大相移为90°, 不能满足振荡的相位条件; 二节 RC电路的最大相移可以达到180°, 但当相移等于180° 时, 输出电压已接近于零, 故不能满足起振的幅度条件 。 为此, 在图7.7所示的电路中, 采用三节RC超前相移网络, 三节相移网络对不同频率的信号所产生的相移是不同的, 但其中总有某一个频率的信号, 通过此相移网络产生的相 移刚好为180°, 满足相位平衡条件而产生振荡, 该频率即 为振荡频率f0。
C ∞
＋
A＋
uo
－
V1
R
C
R2
Rf R1
V2
V1、V2： 稳幅环节
图 7.6 RC桥式正弦波振荡电路
第 章 波形发生电路
在图7.6中, 集成运放组成一个同相放大器, 它的输出电 压uo作为RC串并联网络的输入电压, 而将RC串并联网络的 输出电压作为放大器的输入电压, 当f=f0时, RC串并联网络的 相位移为零, 放大器是同相放大器, 电路的总相位移是零, 满 足相位平衡条件, 而对于其他频率的信号, RC串并联网络的 相位移不为零, 不满足相位平衡条件。 由于RC串并联网络 在 f=f0 时的传输系数F＝1/3, 因此要求放大器的总电压增益 Au应大于3, 这对于集成运放组成的同相放大器来说是很容 易满足的。 由R1、 Rf、 V1、 V2及R2构成负反馈支路, 它与 集成运放形成了同相输入比例运算放大器
为了满足相位平衡条件, 变压器初次级之间的同名 端必须正确连接。
电路振荡时, f=f0, LC回路的谐振阻抗是纯电阻性, 由 图中L1及L2同名端可知, 反馈信号与输出电压极性相反, 即φF=180°。 于是φA+φF=360°, 保证了电路的正反馈, 满足振荡的相位平衡条件。
模拟电子技术课程设计_波形发生器祥解
目录1概述 (3)1.1 课程计的目的 (3)1.2课程设计的任务与要求 (3)1.3 课程设计的技术指标 (3)（1） 2 各部分电路设计 (3)2.1正弦波波发生器的电路和工作原理 (3)2.2 方波发生电路的工作原理 (4)2.3矩形波的工作原理 (5)2.4三角波发生器的工作原理 (6)2.5方波---三角波转换电路的工作原理 (8)2.6三角波---正弦波转换电路的工作原理 (12)2.7电路的参数选择及计算 (13)2.8 总电路图 (14)3 电路仿真调试 (16)3.1 方波---三角波发生电路的仿真 (16)3.2 三角波---正弦波转换电路的仿真 (17)3.3 方波---三角波发生电路调试 (18)3.4 三角波---正弦波转换电路调试 (19)3.5 矩型波的调试 (20)5 实验总结及感想及参考文献 (21)一、概述1.1课程设计的目的1.进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力。
2.基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。
3.学会运用Multisim11仿真软件对所作出的理论设计进行仿真测试，并能进一步完善设计。
1.2任务和要求本次课程设计的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成3个项目的电路设计与仿真。
完成该次课程设计后，学生应达到以下要求：1、巩固和加深对《电子技术2》课程知识的理解；2、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料；3、掌握仿真软件Multisim的使用方法；4、掌握简单模拟电路的设计、仿真方法；5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能正确反应设计和仿真结果。
1.3 主要技术指标●要求所设计的函数信号发生器能产生方波、三角波、正弦波；●要求该函数信号发生器能够实现频率可调；●函数发生器以集成运放及分立元件为核心进行设计。
二、各部分电路设计2.1正弦波发生电路标准的正弦波大多由正弦波震荡电路产生。
波形发生器——模电课程设计报告
0000大学机电工程学院本科生课程设计课程：模拟电子技术根底题目：波形发生器班级：111XX：111111学号：100000000指导教师：000000 完成日期：摘要波形发生器是用来产生一种或多种特定波形的装置，这些波形通常有正弦波、方波、三角波、锯齿波，等等。
以前，人们常用模拟电路来产生这种波形，其缺点是电路构造复杂，所产生的波形种类有限。
随着单片机技术的开展，采用单片机电路产生各种波形的方法已变的越来越普遍。
虽然，可能产生的波形会呈微小的阶梯状，但是，只要设计得当，这一问题可以得到一定的解决。
本设计使用的是555_virtual构成的发生器,可产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形，波形的频率可用程序控制改变本设计制作的波形发生器，可以输出多种标准波形，如方波、正弦波、三角波、锯齿波等。
目录1设计的目的及任务〔4〕1．1 课程设计的目的〔4〕1．2 课程设计的任务与要求〔4〕1．3 课程设计的技术指标〔4〕2 电路设计总方案及原理框图〔6〕2．1 电路设计原理框图〔6〕2．2电路设计原理图〔6〕2．3方案设计〔7〕2．4主要芯片介绍〔7〕3 各局部电路设计〔9〕3.1系统的电路总图 (9)3.2正弦波 (9)3.3方波产生电路 (10)3.4 三角波 (12)4 电路仿真 (14)4.1 Multisi (14)4.2 仿真电路 (14)5 实验结果 (17)5.1调试产生方波-三角波的电路 (17)5.2设计数据 (17)6 设计总结 (18)7 仪器仪表清单 (20)1设计的目的及任务1.1课程设计的目的利用所学微机的理论知识进展软硬件整体设计，锻炼学生理论联系实际、提高我们的综合应用能力。
本次课程设计是以微机为根底，设计并开发能输出多种波形〔正弦波、三角波、锯齿波、方波、梯形波等〕且频率、幅度可变的函数发生器。
掌握各个接口芯片的功能特性及接口方法，并能运用其实现一个简单的微机应用系统功能器件。
波形发生器的模电课程设计
模拟电子技术课程设计报告设计项目名称：波形发生器班级： 09级电气本一姓名：刘力学号： 90614042完成日期： 2011-6-12指导老师：宗政勇井冈山大学工学院摘要模拟电子电路中，常常需要各种波形信号，如正弦波、矩形波、三角波和锯齿波等，作为测试信号或控制信号等。
为了所采集的信号能够用于测量、控制、驱动负载或送入计算机，常常需要将信号进行变换，如将电压变换成电流、将电流变换成电压、将电压变换成频率与之成正比的脉冲。
而我要做的就是设计一个能够同时产生正弦波、矩形波、三角波的这样一个电路。
矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是他的重要组成部分；因为产生震荡，就是要求输出状态应按一定的时间间隔交替变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持时间。
我选用的事LM358这样一种比较器。
再产生矩形波的电路后面接一个三角波发生器，矩形波输入的前提条件下经过积分获得三角波。
在三角波为固定频率或频率变化很小的情况下，采用低通滤波的方法将三角波变换为正弦波。
目录1、波形发生器的任务与要求…………………………………2、设计…………………………………………………………3、设计思路……………………………………………………4、原理图及PCB图……………………………………………5、电路的分析与计算…………………………………………5.1正弦波的分析与计算…………………………………5.2三角波的分析与计算…………………………………5.3正弦波的分析与计算…………………………………5.4课程设计评分标准……………………………………6、附录…………………………………………………………7、参考文献……………………………………………………一．波形发生器的任务与要求1.设计制作一台能产生方波。
三角波和正弦波的波形发生器。
二.设计要求1.输出波形频率范围为0.02hz~20khz，且连续可调2. 正弦波幅值为正负10v,失真度小于2%。
模拟电子技术课程设计波形发生器
烟台南山学院模拟电子技术课程设计题目波形发生器姓名：孙道坤所在学院：计算机与电气自动化学院所学专业：自动化班级自动化1202学号 201202022021指导教师：刘新红完成时间： 2013年12月模电课程设计任务书一、基本情况学时：40学时学分：1学分课程设计代码：07120102适应班级：电气工程、自动化二、进度安排本设计共安排1周，合计40学时，具体分配如下：实习动员及准备工作：2学时总体方案设计：4学时查阅资料，讨论设计：24学时撰写设计报告：8学时总结：2学时教师辅导：随时三、基本要求1、课程设计的基本要求模电课程设计是在学习完模拟电子技术课程之后，按照课程教学要求，对学生进行综合性训练的一个实践教学环节。
主要是培养学生综合运用理论知识的能力，分析问题和解决问题的能力，以及根据实际要求进行独立设计的能力。
初步掌握模拟电子线路的安装、布线、焊接、调试等基本技能；熟练掌握电子电路基本元器件的使用方法，训练、提高读图能力；掌握组装调试方法。
其中理论设计包括总体方案选择，具体电路设计，选择元器件及计算参数等，课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。
2、课程设计的教学要求模电课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。
做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上的学生，该课程考核按不及格处理。
在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。
课程设计的任务相对分散，每3名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。
小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。
但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。
四、设计题目及控制要求设计制作一台能产生方波、三角波和正弦波的波形发生器。
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。
模拟电路实验报告——波形发生器
模拟电路实验报告RC波形发生器电路一．实验设计1.首先需要一个可以产生方波、矩形波、锯齿波、三角波四种波形的电路，分析后可以得知mooc中给出的锯齿波电路(右图)便可以产生这四种波形。
2.根据公式T=2(R PN+R)R/R，可知欲改变信号的频率，可以得到三412种改变信号频率的方法。
｛1>①在AB两点间串联一个滑动变阻器②在CD两点间串联一个滑动变阻器③在B点添加一个滑动变阻器改变分压2>①由公式η=(R PP+R)/(R PN+R)可知若在AB两点间添加滑动变阻44器，则会在改变信号的频率的同时改变信号的占空比，所以不可以在AB两点间串联一个滑动变阻器。
②由公式V OM=(R*V)/R可知若在CD两点间添加一个滑动变阻器，1Z2则会在改变信号的频率的同时改变信号的幅值。
所以也不可以在CD 两点间串联一个滑动变阻器。
③所以只有在B点添加一个滑动变阻器改变分压以此来改变信号的频率是可行的，由此改动电路如下。
3>为保证分压只与滑动变阻器有关，故在在R7后连接一个电压跟随器，并将R和R减小以提高信号的频率，最终电路图如下。
84O二．实验步骤1 2 3 >严格按照最终电路连接好。
>示波器 A 通道两端接在 A 点与地，B 通道两端接在 O 点与地。
>分别将 R 和 R 调整到 0%与 100%，记录下四组照片，这便是锯79齿波与矩形波的图像。
>将 R 和 R 调整到 50%，记录下这组照片，这便是三角波与方波 的图像。
三．理论分析 4 7 9 1 . 理论分析>锯齿波与矩形波(占空比最低)：由公式η=(R PP +R 调整到 0%时(既 R PP =0Ω时)，占空比最低。
当 R 调整到 0%时，分的电压最小，此时信号的周期最小， 频率最高。
当 R 调整到 100%时，分的电压最大，此时信号的周期最大， 频率最低。
>锯齿波与矩形波(占空比最高)：由公式η=(R PP +R 调整到 100%时(既 R PN =0Ω时)，占空比最高。
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。
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第七章
波形发生电路
第七章波形发生器模拟电子技术
(7-1)
第七章 波形发生电路
§7.1 方波发生器 §7.2 三角波发生器 §7.3 锯齿波发生器 §7.4 压频转换 §7.5 正弦波发生器
第七章波形发生器模拟电子技术
(7-2)
§7.1 方波发生器
一、电路结构
– uc + R
–uc + R
C
－
+
+
uo
R1
R2
– uc + R
C
－ +
+
R1
R2
第七章波形发生器模拟电子技术
uo UZ
(7-9)
思考题：点 b 是电位器 RW 的中点，点 a 和点 c 是 b 的上方和下方的某点 。试定性画出
点电位器可动端分别处于 a、b、c 三点
时的 uo - uc 相对应的波形图。
uc
D1 D2
a RW c b
-+
C
－
+
+
uo
R1
R 第七章波形发生器模2 拟电子技术
(7-10)
§7.2 三角波发生器
uc + R
C
－
+
+
R1
R2 方波发生器
C
R - uo
+ + R2
反向积分电路
电路一：方波发生器 矩形波积分电路三角波 此电路要求前后电路的时间常数配合 好，不能让积第分七章器波形发饱生器和模拟。电子技术
C
－
+
+
uo
R1
下行的迟滞比较器， 输出经积分电路再 输入到此比较器的 反相输入端。
R2 上下门限电压：
UH R1R1R第七2章U波o形m发生器模U拟电L子技术R1R1R2 Uom
(7-3)
– uc + R
uc
U+H
C－ ++uoR10
uo
t
UOM
R2
二、工作原理
t 0 -UOM
1. 设 uo = + UOM 则：u+=UH 此时，输出给C 充电!
R
T
f 4R RC
1
2
4R RC R 第七章波形发生器模拟电子技术 2
1
(7-17)
电路三：是电路二的改型电路
+E
R01
uo1
C
RW -E
－
+
R
+ A1
－
+
uo
+ A2
R02
R2
R1
调整电位器 RW 可以使三角波上下移 动。即给纯交流的三角波叠加了一个
直流分量。
第七章波形发生器模拟电子技术
(7-18)
(7-11)
uc + R
C
C
－
+
uo1 R
- uo
+
+
R1
+ R2
R2
uo1 uo
Uom
1
t
uo RCuo1dt
0
-Uom
三角波的周期由方波发生器确定，其幅值也由周 期T和参数R、C第决七章定波形。发生器模拟电子技术
(7-12)
电路二：电路一的改型
R01 － +
A1
uo1
+
上行迟滞
比较器
R2
方波发生器各部分的作用： – uc + R
C
－ +
+
uo
R1
R2
RC电路：起反馈和延迟作用，获得一定的频率。
下行迟滞比较器：起开关作用，实现高低电平的 转换。
第七章波形发生器模拟电子技术
(7-7)
三、周期与频率的计算 uc
UH
UH
U L
R1
R1 R2
U
OM
0
UL
uc上升阶段表示式:
t
uc(t)UOM (ULUOM )eRC
在 uc < UH 时， u- < u+ , uo 保持 + UOM 不变； 一旦 uc > UH , 就有 u- > u+ ,
uo 立即由＋U第O七M章变波形成发生－器模U拟电O子M技术
(7-4)
2. 当uo = -UOM 时，
u+=UL
UL
R1 R1 R2
Uom
– uc + R
此时，C 经输出端放电。
-Uom
R
U 2U
HR
om
1
R
U 2 U
L
R
om
1
第七章波形发生器模拟电子技术
(7-14)
回顾: 反相积分器
C
ui
R
-
+
uo
+
R2
uo
+Uom
0 -Uom
uo R1Cuidt
ui=-U t
ui=+U
第七章波形发生器模拟电子技术
(7-15)
R01
uo1
－
+
+ A1
R1
C
R
－
+
+ A2
R02
R2
uo
uo1 ＋UOm
0 －UOm
t
uo
U H
R 2
R 1
U U om L
R 2
R 1
U om
UH 0
t
UL
uo
1 RC
uo1dt
第七章波形发生器模拟电子技术
(7-16)
周期和频率的计算：
R01
uo1
－
+
R
+ A1
C
－
+
uo
+ A2
uo
UH UL
T1 T2
t
R02
T
R1
R2
R R 1 1C 0 C T 0 1T(2 U U OOM dM )d t tU U LH U U HL R1T C 100.5TT U2O M d0.5t T2R R12Uom
t
T1
T2
T2
U H UOM (U L UOM )e RC
T1T2
RCln1(2R1) R2
uc下降阶段表示式:
t
uc(t)UOM (UHUOM )eRC
T2RCln1(2R1) R2
f=1/T T1
U L UOM (U H U )e 第O七M章波形R发C生器模拟电子技术
(7-8)
方波发生器电路的改进：
t
uo
(7-19)
§7.3 锯齿波发生器
R3
－
+
+
R1
R2
R + –C
- +
+ R4
uo
uo uc
改变三角波发生器中 uc
积分电路的充放电时间常
t
数，使放电的时间常数为0， uo
即把三角波发生器转换成
t
了锯齿波发生器。第七章波形发生器模拟电子技术
(7-20)
R3
－
+
+
R1
R2
R + –C
-
+
C
－ +
+
uo
uc UH
t
R1
R2
UL
uc降到UL时，uo上翻。
当uo 重新回到＋UOM 以后，电路又进入另一个 周期性的变化。
第七章波形发生器模拟电子技术 (7-5)
– uc + R
uc UH
C R1
－ +
+
uo
0 UL
t
uo
R2
UOM
输出波形：
t
0
- UOM
T
第七章波形发生器模拟电子技术
(7-6)
+ R4
uo
R1C0TUZdt2R R1 2UZ
T 2R1RC R2
第七章波形发生器模拟电子技术
(7-21)
§7.4 压频转换
－ A1
+
+
R1
R2
ui D1 R
C
反向积分电路
C
R
－
+
uo
R02
+ A2
R1
特点：由上行的迟滞比较器和反相积分器级联构成， 迟滞比较器的输出作为反相积分器的输入，反 相积分器的输出又作为迟滞比较器的输入。
第七章波形发生器模拟电子技术
(7-13)
回顾:
上行的迟滞比较器
R
－
+
uo
+
ui
Uom uo
UL
0
UH ui
R2
R1 上下门限电压：
电路四：是电路二的改进电路
T1 时间段，电容 C 通过 R´ 放电
T2 时间段，电容 C 通过 R 充电
uo1被嵌位
于±Uz
－
+
+
R1
R2
uo
T1 T2 R + –C R´ -
+ + R2
充放电的 时间T1、T2可通过 R、R'调整。 当R'=0时，则为锯第七齿章波波形发发生器生模拟器电子。技术