方波-正弦波-锯齿波函数信号发生器

1、模拟电子技术基础课程设计方波三角波正弦波函数信号发生器1设计要求1设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器。2输出波形：方波、三角波、正弦波；锯齿波3频率范围 ：在0.0220KHz范围内且连续可调 ；2.方波、三角波、正弦波发生器方案与论证原理框图电压比较器RC充放电反馈回路方波占空比可调积分电路锯齿波积分电路三角波低频滤波正弦波比例放大电路，得到需要幅值；峰峰值的信号波矩形波 图1 方波、三角波、正弦波、锯齿波信号发生器的原理框图该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端，即可组成矩形波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波，通过改变方波的占空比不仅可以得到锯齿波，还

2、可得到额外的矩形波。三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。然后将各种信号通过比例放大电路得到需要幅值；峰峰值的信号波3各组成部分的工作原理3.1 方波发生电路的工作原理图2 方波信号发生原理充放电波形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+Uz,此时滞回电压比较器的门限电压为UTH2。输出信号通过R对电容C正向充电，充电波形如图3箭头所示。当该电压上升到 TH2时，电路的输出电压变为UZ,门限电压也随之变为UTH1，电容C1经电阻R放电。当该电压下降到TH时输出电压又回到+Uz，电容又开

3、始正相充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。 OUTH1UTH2 图方波信号发生波形3.2 方波-三角波转换电路的工作原理.电路的组成图4 积分电路产生三角波根据RC积分电路输入和输出信号波形的关系可知，当积分电路的输入信号为方波时，输出信号就是三角波，由此可得，利用方波信号发生器和积分电路就可以组成三角波信号发生器。如图该电路的工作原理是：方波信号发生器输出的方波输入积分电路，在积分电路的输出端得到三角波信号。积分电路的输出端除了输出三角波信号外，还通过电阻.p1将三角波信号反馈到滞回电压比较器的输入端，将三角波信号整形变成方波信号输出。该电路工作波形图如图图 三角波3.3三角波-正弦

4、波转换电路的工作原理图6 三角波产生正弦波原理图原理：采用低通滤波的方法将三角波变换为正弦波。 图7正弦波3.4 方波锯齿波转换电路的工作原理图8锯齿波产生原理图三角波信号的特征是波形上升和下降的斜率相同，当波形上升和下降的斜率不同时，三角波就转化成锯齿波。根据这个特征，只要将图4的电路中的积分电路改成时间常数随方波输出极性而变化的电路，即可组成锯齿波信号发生器。图中的二极管D3和D4的作用是改变积分电路的时间常数，当输入为+Uz时，D3导通，D4断开，积分电路的时间常数为R(8到12)C；当输入为Uz时，D3断，D4通，积分电路的时间常数为R(6到)C.可得T=t1+t2=2(R4+R5)R

5、1C1/R2波形图如图图锯齿波3.5总电路图图总电路图 图中S1开关可实现各种波形切换，滑动变阻器Rp2可实现不同频率调节，调节Rp1可实现方波占空比的调节，最主要的是可将三角波转换为锯齿波，调节Rp可调节输出波形不同的幅值。4.用Multisim10电路仿真4.1输出方波电路的仿真 用Multisim10电路仿真软件进行仿真。从Multisim10仿真元件库中调出所需元件，按电路图接好线路，方波输出端接一个虚拟的示波器，接通电源后，将S1开关打到方波信号线档，可得如图10所示的输出方波仿真图。图10 输出方波电路的仿真4.2三角波电路的仿真方法同输出方波电路的仿真方法，将S1开关打到三角波信

6、号线档即可得图11所示的方波转三角波波形仿真图。图11输出三角波电路的仿真4.3正弦波电路的仿真方法同输出方波电路的仿真方法，将S1开关打到正弦波信号线档即可得图12所示的正弦波波形仿真图。图13输出正弦波电路的仿真4.4锯齿波电路的仿真方法同输出方波电路的仿真方法，将S1开关打到三角波信号线档，调节可调电阻Rp1,最好是0%或100%即可得图14所示的锯齿波波形仿真图。图14输出锯齿波电路的仿真5结论与心得通过对函数信号发生器的设计，我深刻认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。我不但知道了以前不知道的理论知识，而且也巩固了以前知道的知识。最重要的是在实践中理解了书本上的知识，明白

7、了学以致用的真谛。也明白老师要求我们做好这个课程设计的原因。他是为了教会我们如何运用所学的知识去解决实际的问题，提高我们的动手能力。在整个设计到电路的焊接以及调试过程中，调试部分是最难的，而参数的调试是一个经验的积累过程，没有经验是不可能在短时间内将其完成的，而这个可能也是老师要求我们加以提高的一个重要方面吧！在实验过程中，我遇到了不少的问题。比如：波形失真，甚至不出波形这样的问题。在同学的帮助下，把问题一一解决，那种心情别提有多高兴啦。当然，我们也有很多不足的地方，最后用一句话来结束吧：“实践是检验真理的唯一标准”。6.仪器仪表电阻0.51KW 三个, 1KW一个, 2KW一个, 10KW三个, 100KW两个滑动变阻器1KW一个，20 KW一个，500 KW 一个，芯片LM324N 一个，电容4.7u