模拟电路课程设计--方波、三角波发生器设计

1、模拟电子技术课程设计 - 1 - 模拟电路模拟电路课程设计报告课程设计报告 课题名称课题名称： 方波、三角波发生器设计方波、三角波发生器设计 模拟电子技术课程设计 - 2 - 目目 录录 一、设计任务与要求 . 3 二、方案设计 3 三、各部分电路设计 . 4 四、总原理图 .13 五、安装与调试 .14 六、电路的实验结果 15 七、实验心得 .16 八、参考文献 .16 模拟电子技术课程设计 - 3 - 一、设计任务与要求 1.1.1.1.设计目的设计目的 1掌握电子系统的一般设计方法 2掌握模拟 IC 器件的应用 3培养综合应用所学知识来指导实践的能力 4掌握常用元器件的识别和测试 5熟

2、悉常用仪表，了解电路调试的基本方法 1.2.1.2.设计任务设计任务 运算放大器设计方波、三角波函数信号发生器 1.3.1.3.课程设计的要求及技术指标课程设计的要求及技术指标 1设计、组装、调试函数发生器 2输出波形：方波、三角波； 3频率范围 ：在 1010000Hz 范围内可调 ； 4输出电压：方波 U24V，三角波 U12V。 二、方案设计二、方案设计 2.1. 原理框图 本课题中函数发生器电路原理组成框图如下所示： 由比较器和积分器组成方波三角波产生电路，比较器输出的方波u o1经积 分器得到三角波u o 2。 模拟电子技术课程设计 - 4 - 2.2.函数发生器的总方案 函数发生器

3、一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等 电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器， 使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器 S101 全部采用晶体管)， 也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块 8038)。为进一步掌握电路的基本 理论及实验调试技术， 本课题采用由集成运算放大器组成的方波三角波函数发 生器的设计方法。 本课题采用先产生方波，再将方波变换成三角波的电路设计方法。 三、三、各部分电路设计各部分电路设计 3.1 方波发生电路的工作原理 模拟电子技术课程设计 - 5 - 模拟电子技术课程设计 - 6 - 此电路由反相输入的滞回比

4、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 Uo=+Uz,则同相输入端电位 Up=+UT。Uo 通过 R3 对电容 C 正向充电，如图中 实线箭头所示。 反相输入端电位 n 随时间 t 的增长而逐渐增高， 当 t 趋于无穷时， Un 趋于+Uz；但是，一旦 Un=+Ut,再稍增大，Uo 从+Uz 跃变为-Uz,与此同时 Up 从+Ut 跃变为-Ut。 随后， Uo 又通过 R3 对电容 C 反向充电， 如图中虚线箭头所示。 Un 随时间逐渐增长而减低， 当 t 趋于无穷大时， Un 趋于-Uz； 但是，

5、一旦 Un=-Ut, 模拟电子技术课程设计 - 7 - 再减小，Uo 就从-Uz 跃变为+Uz，Up 从-Ut 跃变为+Ut，电容又开始正相充电。上 述过程周而复始，电路产生了自激振荡。 利用一阶 RC 电路的三要素法可列出方程 UUUU T C T TZT Re 3 2 1 即可求出振荡周期 r r R CT 2 1 3 2 1ln2 振荡频率Tf1。 通过以上分析可知，调整电压比较器的电路参数 R1 和 R2 可以改uc 的幅值， 调整 R1、R2、R3、和电容 C 的数值可以改变电路的振荡频率。而要改变输出电 压 uo 的振幅 ，则要换稳压管以改变 Uz，此时 uc 的幅值也将随之改变。

6、 3.2 方波-三角波转换电路的工作原理 模拟电子技术课程设计 - 8 - 模拟电子技术课程设计 - 9 - 工作原理如下：工作原理如下： 将方波电压作为积分运算电路的输入， 在其输出就得倒三角波电压。 当方波 发生方式电路的输出电压 uo1=+Uz 时， 积分运算电路的输出电压 uo 将线性下降； 而当 uo1=-Uz 时，uo 将线性上升；波形如上图所示。 滞回比较器的输出电压 uo1=Uz， 它的输入电压是积分电路的输出电压 uo， 根据叠加原理，集成运放 A1 同相输入端的电位 U RR R U RR R U RR R u RR R u ZOOOP 21 1 21 2 1 21 1 21 2 1 令令0 uu NIPI ，则阈值电压 U R R U ZT 2 1 积分电路的输入电压是滞回比较器的输出电压 uo1，所以输出电压的表达 式为 tuttU