文档介绍：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
波形发生器的任务与要求…………………………………
设计…………………………………………………………
设计思路……………………………………………………
原理图及PCB图……………………………………………
电路的分析与计算…………………………………………
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附录…………………………………………………………
参考文献……………………………………………………
。三角波和正弦波的波形发生器。
~20khz,且连续可调
2. 正弦波幅值为正负10v,失真度小于2%。
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先用一块LM358运放做出方波经过积分电路获得三角波,再由三角波经过低通滤波转为正弦波。
Multisim 电路图
PCB 原理图
PCB 封装图
没有接通时,,滞回比较器V0=+UZ,则集成运放同相输入端,同时给C充电,使VR由0上升,在Vi之前,不变;当时,V0跳变到-VZ。
当V0=-VZ时,,同时C经反向输入端等效电阻)使VR降低,在VR>Vi之前V0=-VZ不变,当VR<Vi时,Vi跳变到+VZ
(1)方波部分
方波的波幅由稳压管的参数决定,这里使用10V,方波的周期取决于充放电回路RC的数值。若R或C其中一个增大,和周期T均会增大,频率f也会增大。
计算周期T:
通过对方波发生电路的分析,可以想象,与改变输出电压的占空比,就必须使电容正向和反向充电的时间常数不同。利用二极管的单向导电性可以引导电流流经不同的通路,则占空比可调。
则可求出周期T:
带入值得T=
f=1/T=20KHz
(2)三角波部分
在方波发生电路中,当阈值电压数值较小时,可将电容两端的电压看成为近似三角波。所以只要将方波电压作为积分运算电路的输入,在其输出就得到三角波电压。如(b)图的仿真结果所示,当方波发生电路的输出电压u01=-Uz时,积分运算电路的输出电压u0将线性下降;而当u01=Uz时,将线性上升。
(a)
积分电路的输入电压u01,而且u01不是+Uz,就是-Uz,所以输出电压的表达式为
式中u0(t0)为初态时的输出电压。设初态时u01正好从-Uz跃变为+Uz,则式子变为
积分电路反向积分,u0随时间的增长线性下降,一旦u0=-UT,再稍减小,u01将从+Uz跃变为-Uz。式子变为
U0(t1)为u01产生跃变时的输出电压。积分电路正向积分,u0随时间的增长线性增大,一旦u0=+UT,再稍加增大,u01将从-UZ跃变为+UZ,回到初态,积分电路又开始反向积分。电路重复上述过程,因此产生自己震荡。
由以上分析可知,u0是三角波,幅值为±UT;u01是方波,幅值为±UZ,由于积分电路引入了深度电压负反馈,所以在负载电阻相当大的变化范围里,三角波电压几乎不变。
设正向积分起始值为-UT,终了值为+UT,积分时间为二分之一周期,则有
+UT=
得出震荡周期
震荡频率
调节电路中的R5,可以改变震荡频率和三角波的幅