基于LM324的方波三角波正弦波发生器含原理图

课程设计(论文)阐明书欧阳歌谷（.02.01）题目：方波、三角波、正弦波产生器院（系）：专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：12月5日摘要本文通过介绍一种电路的连接，实现函数产生器的基本功效。将其接入电源，并通过在显示屏上观察波形及数据，获得成果。电压比较器实现方波的输出，又连接积分器获得三角波，并通过差分放年夜器电路获得正弦波，获得想要的信号。NIMultisim软件结合了直观的捕获和功效强年夜的仿真，能过快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NIMultisim，你能够立刻创立含有完整组件库的电路图，并运用0工业原则SPICE模拟器模仿电路行为。本设计就是运用Multisim软件进行电路图的绘制并进行仿真。核心词：电源、波形、比较器、积分器、MultisimAbstractThispaperintroducesacircuitconnection,toachievethebasicfunctionsoffunctiongenerator.Theiraccesstopower,andthroughthedisplayofwaveformanddata,andgettheresult.Avoltagecomparatortoachieveasquarewaveoutput,inturnconnectedintegratortrianglewave,andthroughthetrianglewavesinewaveconversioncircuittoseethesinewave,thedesiredsignal.NIMultisimsoftwarecombinesintuitivecaptureandpowerfulsimulation,anquickly,easily,efficientlyforcircuitdesignandverification.WithNIMultisim,youcanimmediatelycreateacompletecomponentlibrarycircuitdiagram,andtheuseof0industrystandardSPICEsimulatortomimiccircuitbehavior.ThisdesignistheuseofMultisimsoftwareincircuitdiagramandcarryoutsimulationKeywords:power,waveform,comparator,anintegrator,aconvertercircuit,Multisim目录1设计任务11.1电路设计任务11.2电路设计规定12正弦波、方波产生器的构成12.1原理框图12.2原理阐发12.3放年夜器功效及管脚图23系统中各模块设计23.1方波三角波正弦波23.1.1方波形仿真图43.1.2三角波仿真电路图以及仿真图43.1.3正弦波仿真图63.1.4实验设计电路图63.1.5实验电路PCB图73.1.6参数设计73.2元器件型号94电路调试104.1装置正弦波、方波产生器134.2调试正弦波、方波产生器134.3调试成果展示134.3.1方波实验波形图114.3.2三角波实验波形图114.3.3正弦波实验波形图124.3.4实际电路图及实物图展示124.4性能指标丈量与误差阐发135实验总结13谢辞、参考文献14一设计任务1.1任务设计制作一种方波三角波正弦波产生器。1.2规定①输出波形频率规模为0.02Hz~20kHz且持续可调；②正弦波幅值为±2V；③方波幅值为2V；可调。④三角波峰峰值为2V，占空比二方波三角波正弦波产生器的构成2.1原理框图2.2原理阐发函数产生器普通是指能自动产生方波、三角波、正弦涉及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。产生方波、三角波、正波，再通过方波转换为三角波，最后通过差分放年夜器将三角波转换为正弦波。弦波的计划有多个，本课题介绍先产生方波三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法。由R、C振荡电路、比较器产生方波，再通过方波转换为三角波，最后通过差分放年夜器将三角波转换为正弦波。LM324系列运算放年夜器是价格便宜的带差动输入功效的四运算放年夜器，可工作在单电源下，电压规模是3.0V32V或+16V.典范值为+12V，本设计采用典范值。2.3放年夜器功效及管脚图LM324引脚图（管脚图）三系统中各模块设计3.1方波三角波正弦波由模电知识我们懂得，将一组矩形波经积分电路会获得良好的三角波，因此本设计采用前置矩形波产生电路，然后对所获得的矩形波进行积分电路积分，最后输出三角波。矩形波产生电路实际是由一种滞回比较器和一种RC充放电回路构成，如图一所示。图：电路仿真原理图其中R1、R10与集成运放构成滞回比较器，电阻R4和电容C构成充放电回路，稳压管D3、D4和电阻R3的作用是钳位，将滞回比较器输出电压稳定在正负Uz。在方波产生电路中，运用二极管的单项导电性是电容正向和反向充电的通路不合，从而使它们时间常数不合，即能够修改输出电压的占空比，再通过积分就能够获得占空比可调的三角波，如图所示，图中电位器和两个二极管的作用是将电容和放电的回路分隔，调节充电和放电两个时间常数的比例。如果将电位器向下滑动，则充电时间常数减小，放电时间常数增年夜，于是输出端为高电平的时间缩短，低电平的时间增加。将上述的矩形波产生电路的输出端与积分电路的输入端连接即可获得占空比可调的的三角波产生电路。3.1.1下图为方波仿真图：将方波产生电路和积分电路连接起来就能够将方波转换为占空比可调的三角波。3.1.2三角波仿真电路图以及得出的三角波形仿真图：3.1.3正弦波波形仿真图实验设计电路图及实验PCB电路图：3.1.6参数设计（1）输出幅度由图可知，稳压管两端电压为UZ，积分电路的输出电压Uo往正标的目的线性增加，此时U+也随着增加，当增加至U+=U=0时，滞回比较器的输出电压UO1产生跳变，而产生跳变时的UO值是使三角波的最年夜值Uom。将条件UO1=UZ,U+=0和Uo=Uom代入下式可得：0=EQEQ\F(R1,R1+R2)(Uz)+EQ\F(R2,R1+R2)Uom可解的三角波的输出幅度为:Uom=EQ\F(R1,R2)Uz(2)占空比当无视二极管的导通电阻时经阐发可知：T1=(R6+R10)C㏑(1+EQEQ\F(2R1,R2))T2=(R6+R9)C㏑(1+EQEQ\F(2R1,R2))输出波形的震荡周期为：T=T1+T2=(2R6+R8)C㏑(1+EQ\F(2R1,R2))占空比为：D=EQ\F(T1,T)=EQ\F(R6+R10,2R6+R8)取R1=R2=1K，限流电阻R3=5K输出波形的震荡周期为：T=T1+T2=(2R6+R8)C㏑(1+EQ\F(2R1,R2))当0.02hz<<F<<20hz时，取C1=1uf，R4=0.01K，R5为100K3.2元器件型号采用下图所示电路，其中运算放年夜器A1和A2用LM324，稳压管用IN4735，由于，输出波形幅度有电位器R7调节，因此可使供电电源VCC=12V,VEE=12V四电路调试4.1装置方波三角波正弦波产生器电路1.把一块LM324集成块拔出面包板，注意规划；2.分辨把各电阻放入适宜位置，还要注意阻值的年夜小；3.按图接线，注意直流源的正负及接地端。4.2调试方波三角波正弦波产生器电路1.接入电源后，用示波器进行双踪观察；2.调节R7，使三角波的幅值满足指标规定；3.调节R5，微调波形的频率；4.观察示波器，使各指标达成；注意：电路先产生方波，通过积分电路再产生三角波，因此能够先装置方波产生器，再装置积分电路，需要注意的是，装置电位器之前，要先将其调节到设计值，否则可能会不起振。装置电位器的时候要注意三个管脚的接入。调节电位器R5能够调节三角波的占空比，即使频率会同时修改，但修改的不年夜。微调R5时输出频率在对应波段内持续可变。调节R7能够调节输出波的幅值，使三角波的幅度满足设计指标规定。经面包板调试没有问题后在用DXP画好PCB，再把电路板做出来，装置、调试、测试及统计数据等等即可。4.3调试成果展示4.3.1图1为方波成果展示图14.3.2图2是三角波成果展示图24.3.3图3是正弦波成果展示图34.3.4实物图展示4.4性能指标丈量与误差阐发①波形不稳准时，可能是电路在装置的时候接触不良，可加固焊点。如果电源不稳定，纹波过年夜，则可加旁路电容使波形稳定②方波的上升时间重要受放年夜器转换速率的限制，如果输出频率太高，可介入加速电容，普通加速电容取几十皮法。实验总结这次课程设计让我感到颇深。从选择这个课题后，我在设计、焊接、调试等过程中就碰到多个各样的问题，为解决这些问题，我们运用多个途径查找资料。首先碰到课设规定呈现问题时，我进行多个测验考试，多个设计计划，最先做的板子不适宜课设规定，调试的不睬想，最后，在同窗的帮忙下，最后把电路图改了，最后胜利完毕了这次课设，在碰到问题的时候不再是保持，而是主动想方法解决，在这点我觉得我进步了。另首先是在焊接过程，在没有想好走线的时候就盲目入手焊接，成果造成短路，吸取第一次教训，第二块板子在我们的规划下顺利焊接完了，在这个过程中，能够看出我们做事情还是毛毛躁躁的，没有缜密的计划就入手，但是我们还是很有耐心的把第二块板子焊完了。成果令我很兴奋，调试出了较好的波形。通过这次课设让我对低频电子线路有了进一步的认识，在设计方面掌握了以前书上没有的知识，在电路焊接方面也有了提高，理解如何走线，如何焊接，以及学会了解决焊接过程中碰到的某些问题。总之，这次课设让我从理论上，入手能力上都有了一定的提高。谢辞通过认真完本钱次课程设计，使得我加强了对有关高频电子电路、模拟电子技术和数字电子电路理论知识的理解和认知。对高频电子电路方面，对信号的调制与解调有了实际应用的理解，通过亲自入手调试实际电路，加年夜了对这方面知识的掌握度。对模拟电子技术方面，特别是在A/D和D/A的知识方面，又有了进一步的深刻认知。对数字电路方面，加强了对基本的门电路的互相转化实际应用能力，深刻理解了lm324n芯片，并根据实际应用于实践中。在此过程中，我收获的不仅仅是知识，也收获了与人合作和互相讨论之间带来的高效率。借此，我也