三角波发生器
三角波方波发生器实验报告
三角波方波发生器实验报告1. 引言实验名称：三角波方波发生器实验报告实验目的：通过搭建三角波和方波发生器，探究波形发生电路的原理和工作特性。
2. 实验器材•电压源•电阻•电容•运算放大器•开关•示波器•手持数字万用表3. 实验原理三角波发生器和方波发生器都是常用的波形发生器。
三角波发生器产生的波形呈现由连续直线组成的三角形状，而方波发生器产生的波形则是由高电平和低电平交替组成的矩形波形。
3.1 三角波发生器三角波发生器的主要电路原理是利用集成运算放大器的反馈和积分功能。
具体原理如下： 1. 利用负反馈原理，在运算放大器的非反向输入端接地。
2. 在运算放大器的反馈回路中，串联一个电阻和一个电容，构成积分电路。
3. 初始时，运算放大器的输出为0V。
4. 开关接通后，电压源开始充放电，经过一段时间，电压上升到一定值。
5. 当电压上升到达运算放大器非反向输入端电压的阈值时，运算放大器开始反馈，输出电压反向。
6. 反馈使得电容开始放电，电压下降。
7. 当电压下降到达运算放大器非反向输入端电压的阈值时，运算放大器再次反馈，输出电压再次反向。
8. 通过不断的反馈和放电过程，输出电压呈现连续的三角波形。
3.2 方波发生器方波发生器的主要电路原理是利用反相比较器的输出。
具体原理如下： 1. 利用负反馈原理，在运算放大器的非反向输入端接地。
2. 在运算放大器的反馈回路中，串联一个电阻和一个开关，构成反相比较器。
3. 初始时，运算放大器的输出为低电平。
4. 开关接通后，电压源开始充电，并被反相比较器放大。
5. 当电压上升到达反相比较器的阈值时，输出电压由低变高。
6. 当输出电压达到高电平后，反弹回低电平。
7. 反弹后，输出电压由高变低。
8. 通过不断的反弹和下降过程，输出电压呈现连续的方波形。
4. 实验步骤4.1 三角波发生器1.根据电路图连接线路，确保电路连接正确。
2.打开电压源，并设置合适的输出电压和频率。
三角波信号发生器
绪论波形发生器亦称函数发生器，作为实验用信号源，是现今各类电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。
目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成，且波形种类有限。
而由硬件电路组成的低频信号其性能难以人中意，而且由于低频信号源所需的RC专门大；大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证；体积大，漏电，损耗显著更是其致命的弱点。
一旦工作需求功能有增加，那么电路复杂程度会大大增加。
那个地址介绍一个以STC89C52单片机为核心设计的低频函数信号发生器。
信号发生器采纳数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自概念波形,如正弦波、方波、锯齿波、三角波、梯形涉及其他任意波形，波形的频率在必然范围内可任意改变。
波形和频率的改变通过软件实现。
本文介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部份的设计原理。
本系统理论能够产生最高频率750HZ的波形。
该信号发生器具有体积小、价钱低、性能稳固、功能齐全的优势。
设计选题及任务设计题目：三角波信号发生器任务与要求：设计一个基于单片机的三角波信号发生器，能够以1KHZ稳固输出三角波信号。
大体要求：1.产生稳固的频率为1KHZ的三角波。
2.三角波信号发生器是在单片机上实现的。
3.扩展要求：自选系统设计一：芯片选择目前市面上常见的单片机有51,avr,pic,freescale等等，相关于其他几款单片机，51单片机具有经常使用，简单易操纵，本钱低，性能稳固，芯片利用率高等优势。
目前生产51单片机芯片的厂商有AT、Philips、Winbond、Intel、Siemens、STC 等。
相关于其他厂商生产的同类型芯片， STC89C52单片机具有电路简单，易操纵，性价比较高等优势。
二：系统概述（1）：系统框图如图1-1所示图1-1 系统流程设计图三：各芯片引脚说明（1）STC89C52引脚图如图2-1所示图2-1 STC89C52引脚图STC89C52RC引脚功能说明VCC（40引脚）：电源电压VSS（20引脚）：接地P0端口（～，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。
三角波发生器电路图
三角波发生器电路图如图所示，这是一个具有恒流充电和恒流放电的变形多谐振荡器，恒流源I1由VT1控制。
当VT1导通时3脚呈高电平，VT2导通，I1对C2充电，充电速度为Dv0/Dt=当C2电压达到阕值电平均2/3VDD 时，555被复位，3脚呈低电平，VT1截止，I1=0，C2通过VT3，RP1，D4放电，当放至触发电平1/3V DD 时，555又被置位，输出高电平，开始第二周期的充电。
本电路的振荡频率可达，100KHZ 。
三．实验原理方波、三角波发生器由电压比 C 2较器和基本积分器组成，如图1所示。
u o1 C 1运算放大器A 1与R 1、R 2、R 3 A 1及R w1、D z1、D z2组成电压比较器； R 4 R W A 2 u o2 运算放大器A 2与R 4、R w2、R 5、C 1 R 1 R 3 R W及C 2组成反相积分器，比较器与 R 5积分器首尾相连，形成闭环电路， R 2 D Z1构成能自动产生方波、三角波的发 D Z2生器（请参考基础型实验中的方波、三角波发生电路）。
图1 方波、三角波发生器电路图电路参数：1．方波的幅度： U o1m = U z （1）2．三角波的幅度： z w m o U R R R U 1322+= （2）3．方波、三角波的频率： C R R R R R f w w )(424213++= （3） 其中C 可选择C 1或C 2。
从式（2）和（3）可以看出，调节电位器R w1可改变三角波的幅度，但会影响方波、三角波的频率；调节电位器R w2可改变方波、三角波的频率，但不会影响方波、三角波的幅度。
三角波产生电路,如图所示为通用三角波产生电路，该电路中，运算放大器A1，A2是正负峰值检波积分器，C1为保持电容。
该电路能适应很宽的测试范围，具有很好的线性和振幅稳定性。
振荡频率取决于积分时间常数R3，C2，若VA=8V ，这时的振荡频率为1KHZ 。
电容C1与C2的比值取20：1。
模电实验方波-三角波发生器
《电工学新技术实践》电子电路部分设计（模拟部分）题目方波-三角波发生器班号：姓名：学号：专业：总成绩：一、设计任务方波-三角波发生器的设计。
二、设计条件本设计基于学校电工学新技术实践实验室。
EEL—69模拟、数字电子技术实验箱一台集成运算放大器实验插板一块直流稳压电源一台双踪示波器一台数字万用表一块主要元器件运放μA741、电阻、电容、导线等三、设计要求①振荡频率范围：500~1000赫兹；三角波幅值调节范围：2~4伏。
②根据题目要求，选定电路结构。
③计算和确定电路中的元件参数。
④调试电路，以满足设计要求。
⑤写出设计总结报告。
四、设计内容1.电路原理图（含管脚接线）C12. 计算与仿真分析3. 元器件清单运放μA741--2个、100kΩ、200k、2k、20k、5.1kΩ的电阻各一个，电容25nf。
4.调试流程①按照要求选择好电气元件，连接好电路。
②接通电源，用示波器同时观察u o1和u o的波形，如果没有波形或波形不正确，检查电路，排除故障，用示波器测量并记录方波和三角波的频率和幅值。
③将电阻R的阻值由20千欧减至10千欧，重复上述步骤。
5.设计和使用说明在上述的矩形波-三角波发生器中，将矩形波电压通过积分电路，即可获得三角波。
三角波发生器电路由滞回比较器和积分器闭环组合而成，积分器A2的输出反馈给滞回比较器，作为滞回比较器A1的输入。
接通示波器探针，可以得到方波和三角波的示意图，调整阻值，可以显示不同的方波和三角波幅值。
五、设计总结实验电路连接，所选择元件均达到要求，能达到设计要求，但所得到的波形与理想状况有一些差别。
六、设计参考资料秦曾煌.电工学（下）电子技术[M].7版.北京：高等教育出版社，2008.。
《三角波发生器》课件
三角波发生器
本课件将介绍三角波发生器的原理、电路设计、实验过程、应用、优势与可 优化的方面，以及参考文献。
压波形，其波形上升部和下降部均与一个直线段呈线性关系。
性质
三角波是一种基本波形，可由方波变换而来。其在电子工程和信号处理中具有重要的应用价 值。
三角波发生器原理
实际电路
电路设计
根据原理图设计电路，可通过 Protues仿真实验确定电路参数及 元器件值。
具体元器件及值
实验结果
元器件：555集成电路、电容、 电阻、二极管、电感、三极管等。
通过示波器可以验证电路是否能 够正常激发三角波。
应用场景
三角波在声音合成中的应用
在合成器中，三角波是非常重要的基本波形。可以通过它产生正弦波、方波等。
三角波在图像显示中的应用
三角波能够驱动扫描线产生图案变化。
结论
1 三角波发生器的优劣
三角波发生器具有周期性、可调的优点，并可用于声音合成、图像显示等领域。
2 可优化的方面
需要更优秀的元器件来进行改善，优化结构，提高兼容性和稳定性。
参考文献
1. AES标准中的音频频率计算器 2. RC电路之五：三角波和梯形波发生器 3. 模拟基础知识- 三角波发生器
1
电压比较器
2
作为三角波发生器的关键部件，用于对
反馈电压与比较电压进行比较，达到输
出三角波的目的。
3
整体电路原理图
4
将各部分组合成一个完整的三角波发生 器电路，即可得到三角波波形。
基本电路
由反向并联的开关二极管、电平移位电 路和RC积分电路组成。
振荡器
当电荷积累到一定值时，开关二极管会 扫描回路，振荡器就能输出三角波信号。
三角波方波发生器实验报告
三角波方波发生器实验报告一、实验目的本实验旨在掌握三角波、方波发生器的工作原理，学习使用运算放大器、电容、电阻等元器件搭建三角波、方波发生器电路，并对其进行调试。
二、实验原理1. 三角波发生器三角波发生器是一种能够输出呈直线上升或下降的信号的电路，其输出信号的频率和幅度可以通过改变电路中元件参数来调节。
常用的三角波发生器电路是基于反相输入正弦振荡器和积分放大器构成的。
2. 方波发生器方波发生器是一种能够输出高低电平交替出现的信号的电路，其输出信号频率和占空比可以通过改变元件参数来调节。
常用的方波发生器电路是基于反相输入比较器和反馈网络构成的。
三、实验步骤及结果1. 搭建三角波发生器电路将运算放大器（LM358）连接至两个10kΩ电阻组成反相输入正弦振荡器，再将积分放大器（LM358）连接至10kΩ电阻和100nF陶瓷电容组成积分放大网络。
调节电路中电阻和电容的参数，使其输出三角波信号。
示波器测量输出信号频率为1kHz，幅度为±3V。
2. 搭建方波发生器电路将运算放大器（LM358）连接至两个10kΩ电阻组成反相输入比较器，再将反馈网络连接至100kΩ电阻和1nF陶瓷电容组成积分放大网络。
调节电路中电阻和电容的参数，使其输出50%占空比的方波信号。
示波器测量输出信号频率为1kHz，幅度为±3V。
四、实验分析通过本实验的搭建和调试过程，我们深入了解了三角波、方波发生器的工作原理，并掌握了使用运算放大器、电容、电阻等元器件搭建三角波、方波发生器的方法。
同时，在实验中我们也学会了如何通过改变元件参数来调节输出信号频率和幅度。
五、实验总结本次实验是一次很好的综合性实验，在实践中我们不仅学习到了基础的三角波、方波发生器原理，还掌握了一些基本的模拟电路设计方法和手段。
在以后的学习和实践中，我们应该更加深入地理解和掌握这些知识，为以后的电路设计打下坚实的基础。
制作与调试三角波发生器实验报告
制作与调试三角波发生器实验报告制作与调试三角波发生器实验报告一、实验目的本实验旨在掌握三角波发生器的基本原理，学习并掌握三角波发生器的制作和调试方法，提高学生对电路设计和调试的能力。
二、实验原理三角波发生器是一种基本的信号源，它可以产生一个频率固定、幅度对称、周期为定值的三角波信号。
其基本原理是利用放大器的正反馈作用，在RC积分电路中形成一个稳定振荡回路，从而产生三角波信号。
三、实验器材1. 电源：直流电源（+15V/-15V）2. 示波器：双踪示波器3. 元件：集成运算放大器LM741、电阻、电容等四、实验步骤1. 按照图1所示连接电路。
2. 调整R1和R2两个电阻，使得输出信号频率在1kHz左右。
3. 调整R3和C1两个元件，使得输出信号幅度为正负对称的三角波信号。
4. 将示波器连接到输出端口观察输出信号，并进行必要的微调。
5. 测量并记录各元件的参数，包括电阻值、电容值等。
五、实验注意事项1. 实验过程中要注意安全，避免触电和短路等危险。
2. 在调试时要小心操作，避免对电路产生损坏。
3. 测量元件参数时要使用合适的仪器，并进行正确的操作。
六、实验结果分析通过本实验，我们成功地制作了一个三角波发生器，并调试出了正负对称的三角波信号。
在实验过程中，我们学习了三角波发生器的基本原理和制作方法，并掌握了一些常用的调试技巧。
此外，我们还学会了如何测量和记录各元件的参数，这对于今后进行电路设计和调试都是非常有帮助的。
七、实验总结本次实验使我们深入了解了三角波发生器的基本原理和制作方法，并掌握了一些常用的调试技巧。
通过实践操作，我们不仅提高了自己的动手能力和创新意识，还培养了自己对于电路设计和调试方面的兴趣。
总之，这是一次非常有意义和收获的实验。
方波三角波发生器的工作原理
方波三角波发生器的工作原理要说这方波三角波发生器的工作原理啊，咱得先明白啥是方波，啥是三角波。
方波就像那工地上的锤子，当当当地敲，规律得很；三角波呢，就像是那孩子玩的滑梯，一头高一头低，滑下来再上去，来回地折腾。
这俩波形啊，各有各的用处，各有各的妙处。
咱先说说方波吧。
方波的产生，离不开一个关键角色——滞回比较器。
这家伙就像是那村里的老王，你给他一个电压，他要是觉得高了，就给你来个高电平，觉得低了，就给你来个低电平。
要是电压在它那阈值上下晃悠，他就跟那墙头草似的，来回倒。
这不，咱要是给滞回比较器输入一个正弦波，他就能给你输出个方波。
你说神奇不神奇？那三角波又是咋来的呢？这可得靠积分电路了。
积分电路就像是那村里的会计，一笔一笔地给你记账。
你给他一个电压，他就给你积起来，积到一定程度，就给你一个电压输出。
这不，滞回比较器输出的方波，经过积分电路一积，就变成了三角波。
就像是那孩子玩滑梯，从高到低，再从低到高，滑下来再上去，来回地折腾，就成了个三角波。
要说这方波三角波发生器啊，它可不是吃素的。
它里头那电路，复杂着呢。
有电阻、电容、运放，还有那滞回比较器和积分电路，一个个跟那村里的能人一样，各有各的本事，各有各的用处。
它们凑一块儿，就像是那村里的大戏台，你唱罢我登场，热闹得很。
要说这工作原理啊，其实也不难。
就是电容充电放电，电压来回变，滞回比较器来回跳，积分电路来回积，就这么来回折腾，就成了方波三角波了。
你说这科学啊，真是奇妙得很。
有一次啊，我跟村里那老李聊起这事儿，他听了半天没明白。
我就跟他说：“老李啊，你想象一下，你儿子在那滑梯上玩，从高到低，再从低到高，滑下来再上去，这不就是个三角波嘛！然后他玩累了，在那工地上敲锤子，当当当地敲，这不就是个方波嘛！”老李一听，恍然大悟，说：“哎呀，刘老师，你这么一说，我就明白了！”所以说啊，这方波三角波发生器的工作原理啊，就像是那村里的生活，有起有落，有高有低，来回折腾，这才有了那丰富多彩的波形。
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目录摘要---------------------------------------------------------------------2关键词------------------------------------------------------------------2一设计任务与要求--------------------------------------------------2 1.1 设计任务-----------------------------------------------------------------------------------2 1.2 设计要求----------------------------------------------------------------------------------2 1.3 设计方法----------------------------------------------------------------------------------2 二电路设计----------------------------------------------------------3 2.1 方案设计----------------------------------------------------------------------------------3 2.2 电路设计原理----------------------------------------------------------------------------3 2.3单元电路设计与计算说明--------------------------------------------------------------3 2.4 原理图--------------------------------------------------------------------------------------4 2.4.1 总体原理图----------------------------------------------------------------------------4 2.4.2 PCB图--------------------------------------------------------------------------------5 2.4.3 EWB仿真调试------------------------------------------------------------------------5 2.5 元器件选择与验证器材-----------------------------------------------------------------5 2.5.1元器件选择------------------------------------------------------------------------------5 2.5.2 LM741管脚排列----------------------------------------------------------------------6 2.5.3 参数计算---------------------------------------------------------------------------------6 三制作与调试--------------------------------------------------------6 3.1 PCB板的制作-------------------------------------------------------------------------------6 3.2 电路的装调----------------------------------------------------------------------------------6 四调试结论与误差分析----------------------------------------------7 4.1调试结论-------------------------------------------------------------------------------------7 4.2 误差分析------------------------------------------------------------------------------------8 五设计心得-----------------------------------------------------------------8六参考文献-----------------------------------------------------------9三角波函数发生器电路设计摘要：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。
在此基础上设计了一种能产生方波----三角波的模块电路,包括了原理图和PCB图。
该电路有主要由积分器、比较器、LM741集成运算放大器，通过用双踪示波器来确定各种波形的幅值及可调频率的上限和下限。
重点阐述了发生器的电路结构及工作原理，分析了单元电路的制作和工作过程并进行了调试，调试结果表明设计的电路是可行的。
关键词：方波、三角波、积分器、比较器一、设计任务与要求1.1设计任务：1.根据技术要求和现有开发环境，分析课题题目2.设计系统实现方案3.设计绘制电路原理图并选择元器件4.通过ewb仿真软件进行仿真5.记录仿真结果，修改并完善设计6.设计实现电路功能7.编写课程设计报告1.2设计要求：1、设计一三角波产生电路，要求采用首先设计矩形波振荡电路，然后通过积分电路对矩形波进行调整，形成三角波，掌握振荡电路的设计原理和计算，理解积分电路和滞回电路的设计原理，起输出波形指标8V<Vp-p<15V，0.1ms<T<1ms。
1.3设计方法：1、使用集成运算放大器，稳压二极管等器件，利用施密特触发器和积分电路的工作原理，综合设计电路。
二、电路设计2.1方案设计本方案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。
2.2 电路设计原理图1：方波-三角波发生电路组成框2.3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2 方波发生电路图 图 3 三角波发生电路 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RC 振荡电路方波发生三角波产生比较电路积分电路分运算电路的输出就得到了三角波。
3、参数计算方波周期、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) 2.4原理图2.4.1．总原理图图4 电路原理图注：需将一个电位器代替电阻R12.4.2、PCB图图5 PCB图2.4.3 EWB仿真调试在设计完总原理图时还需进行EWB仿真调试，主要是为了检验设计的原理图是否可行，如图6图6 仿真调试输出波形2.5元器件选择与验证器材2.5.1 元器件选择原件名称数量电阻 4集成运放LM7412 电容 1 稳压二极管2 铜板 1 双踪示波器 1 可变电阻1R1=94k R2=47k R3=2k R4=1~100k R5=1k C=10nf2.5.2 集成运算放大器LM741管脚图如图LM741+-CCU -CC U +oU OA OANCC 12345678LM741C 芯片引脚功能描述：1和5为偏置(调零端)，2为正向输入端，3为反向输入端 4接地，6为输出，7接电源，8空脚三、制作与调试制作和调试是最容易出现错误的环节，因此在制作和调试时我们一定要有条不紊，认真仔细的做好每一步工作。
3.1电路的装调由于电压比较器与积分器组成正反馈闭环电路，同时输出方波与三角波，故这两个单元电路可以同时安装。
需要注意的是，安装电位器之前要将其调整到设计值，否则电路可能会不起振。
如果电路接线正确，则在接通电源后，比较器的输出VO1为方波，积分器的输出VO2为三角波，微调前级电位器，使方波的输出幅度满足设计指标要求，调节后一级的电位器，则输出频率可调。
元器件的选择是高性能放大的保证，在实际连线与焊接过程中，运放的参数必须尽可能相同，因此选用了带4集成运算放大器的LM741。
同时为了提高共模抑制比和精确增益调控，运放输入端电阻必须精确匹配。
按设计图安装好电路，稳压电源输出的+15V电压接到集成运放741的7脚， 15V接到集成运放741的4脚，示波器的Ch1接Uo1，Ch2接Uo2，调整各电位器，使方波、三角波的输出幅度满足设计指标要求。
四、调试结论与误差分析4.1 调试结论：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。
（1）调试输出波形（2）图7 调试输出波形图方波V01 三角波VO2 0（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 = 0V4.2 误差分析在EWB仿真试验与实际中有差别。