方波三角波发生器

1、方波、三角波发生器一、设计目的1 学习由运算放大器组成的方波一一三角波发生器电路，提高对运算放大器非线性应用的认识。2 掌握方波一一三角波发生电路的分析、设计和调试方法。3熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法4 培养综合应用所学知识来指导实践的能力法二、设计要求1. 复习教材中波形发生电路的原理。2. 根据所给的性能指标，设计一个方波、三角波发生器，计算电路中的元件参数，3. 设计一个能产生方波、三角波信号发生器，4. 能同时输出一定频率一定幅度的2种波形：方波、和三角波；5. 可以用土 12V或土 15V直流稳压电源供电6画出标有元件值的电路图，制定出实验方案，选择实验仪器设备。7实现方波和

2、三角波输出电压：方波输出幅值Uo1p_p乞10V ,U°2p申乞8V。能够输出确定频率的三角波三、原理图四、设计说明书1、设计题目方波、三角波发生器2、设计目的1. 学习由运算放大器组成的方波一一三角波发生器电路， 提高对运算放大器非线性应用的认识。2 掌握方波一一三角波发生电路的分析、设计和调试方法。3熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法4 培养综合应用所学知识来指导实践的能力法3、设计要求1. 复习教材中波形发生电路的原理。2. 根据所给的性能指标，设计一个方波、三角波发生器，计算电路中的元件参数,3. 设计一个能产生方波、三角波信号发生器，4. 能同时输出一定频率一定幅度的2种

3、波形：方波、和三角波;5. 可以用土 12V或土 15V直流稳压电源供电6画出标有元件值的电路图，制定出实验方案，选择实验仪器设备。4、设计过程实验器材1)UA7412片2)稳压管（4.3或5.3V ）2只3)15k电位器1只4)1k欧姆电阻1只5)10k欧姆电阻2只6)7.5 k欧姆电阻1只7)0.15uF电容1只8)± 15V直流电源2台9)万用表10）示波器 实验原理1台1.滞回电压比较器图1为一种滞回电压比较器电路，双稳压管用于输出电压限幅，R3起限流作用，R2和Ri构成正反馈，运算放大器当Up>Un时工作在正饱和区，而当Un>Up时工作在负饱和区。从电路结 构可

4、知，当输入电压Uin小于某一负值电压时，输出电压 Uf -Uz ；当输入电压Uin大于某一电压时，Uo= +Uz。运算放大器在两个饱和区翻转时Up=Un=O,由此可确定出翻转时的输入电压。Up用Uin和Uo表示，有1 1 UinUoR2 Up :p 11R,R2根据翻转条件，令上式右方为零，得此时的输入电压尺 - UoLUr20r2UinR2UinR1U。尺R2u thUth称为阈值电压。滞回电压比较器的直流传递特性如图此时Uo= - Uz ；增大Uin,2所示。设输入电压初始值小于-Uth, 当Uin=Uth时，运放输出状态翻转，进入正饱和区。如果初始时刻运放 工作在正饱和区，减小Uin，当

5、Uin= -Uth时，运放则开始进入负饱和区。Uo J UnR3R2UPUoUzUinUinRi-UthUthUz-Uz图1滞回电压比较器如果给图1所示电路输入三角波电压，其幅值大于 形如图3所示。可见，输出为方波。图2滞回电压比较器的直流传递特性Uth，设t = 0时，Uo= - Uz，其输出波图3输入为三角波时滞回电压比较器的输出波形2方波一一三角波发生器给图1所示的滞回电压比较器级联一积分器，再将积分器的输出作为比较器的输入，如图4所示。由于积分器可将方波变为三角波，而比较器的输入又正好为三角波，因此可定性判断 出，图4电路的输出电压Uoi为方波，2为三角波，如图5所示。下面分析其振荡周

6、期。图4方波一一三角波发生器积分器输出电压从-Uth增加到+Uth所需的时间为振荡周期T的一半，由积分器关系式注意到几R2R,Uz，故1 JoU th -th -RC s1 TU z RC 2T 4RCR12(-Uz)dt2U th振荡频率则为丄=TR2_ R2_4RCR1图5方波一一三角波发生器的输出波形3方波一一三角波发生器的设计(1) 双稳压二极管的稳定电压根据方波幅值选取，电阻R3根据双稳压二极管的最大电流确定。(2) 电阻Ri和R2根据三角波的幅值确定。(3) 电阻R和电容C则根据振荡频率要求确定，电容 C的值不宜太大，以减小积分误差。实验步骤1.滞回电压比较器直流传递特性的测定按图

7、 6 接线(电路图特写)，Ri=10k Q、R2=20kQ、R3=3.3k Q、Uz6V、U+= +15V, U-= -15V, 最后在面包板上形成这样的电路(电路连线镜头)。给比较器加一适当频率和幅值的正弦电压， 用示波器观察并记录传递特性和输出波形(教杆指向波形，方波)，并测定阈值电压。UinARiuR(a)图6 (a)滞回电压比较器2方波一一三角波发生器实现按图7接线(电路图特写)，用示波器观察(b)(b)UA 741稳压二极管的封装Uoi和U°2的波形(教杆指向波形)，其中U°i为方波，Uo2为三角波。最后要求测出其幅值和频率。图7方波一一三角波发生器注意事项1 接

8、线前用数字多用表测量电阻、电容参数，并作好记录。2 观察振荡波形时，注意两个输出电压的相位关系。3.运算放大器的电源线、地线切勿接错，否则容易损坏集成片。4运算放大器UA741的封装图与技术参数请预习有关附录。5、设计总结这次课程设计的题目比较实用，方波三角波都是比较常用的电压信号，使我对抽象的理论有了具体的认识。通过对方波、三角波发生器的设计，我掌握了常用元件的识别和测试； 熟悉了常用的仪器仪表。通过对方波、三角波发生器的设计，我还深刻认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。而且通过对此课程的设计，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，明白了学以致用的真谛。通过这次仿真，掌握了方波、三角波产生的原理和方法，以及其他一些 比较简单的波形的产生和转换。最主要的是设计电路时参数的选取和搭建一个工程电路的逻 辑和