方波-三角波产生电路课程设计

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1、方波方波- -三角波产生电路三角波产生电路 一、技术指标一、技术指标 方波-三角波产生电路，要求方波和三角波的重复频率为 500Hz，方波脉冲幅度为 6-6.5V，三角波为 1.5-2V，振幅基本稳定，振荡波形对称，无明显非线性失真。 二、设计方案及其比较二、设计方案及其比较 采用电压比较器和积分器同时产生方波和三角波。其中电压比较器产生方波，对其 输出波形进行一次积分产生三角波，该电路的优点是十分明显的： 1、线性良好，稳定性好； 2、频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便的连续的改变频率，而且频率 改变时，幅度恒定不变； 3、三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其他波形。

2、 因此本实验采用同相迟滞电压比较器和积分器同时产生方波和三角波的方案。 2.1.12.1.1 方波产生电路：方波产生电路： 方波产生电路是一种能够直接产生方波或矩形波的非正弦信号发生电路。利用施密特 触发器，再增加少量电阻、电容原件，由于方波或矩形波的频率成分非常丰富，含有大量 的谐波，该方波发生器常称为多谐振荡器，如图 1 所示，和组成的积分负反馈电路。 武汉理工大学专业课程设计（一） 课程设计说明书 1 图一：基本方波产生电路 图二：双向限幅的方波产生电路 方波产生工作波形： 武汉理工大学专业课程设计（一） 课程设计说明书 2 该发生器具有负反馈和正反馈，其中电路的正反馈系数为： 21 2

3、 RR R F 有关参数计算： 周期：)21(221RRRCLnF 频率： Tf1 幅值： Z URRRU21/1 2.1.22.1.2 三角波发生器三角波发生器 矩形波经过积分就变成三角波。它是在迟滞比较器的基础上,增加了一个由 R C 组成 的积分电路,把输出电压经过 R C 反馈到比较器的反相端.在比较器的输出端引入限流电 阻 R 和两个背靠背的双向稳压管就组成了双向限幅房波发生电路.由于比较器中的运放处 于正反馈状态,因此一般情况下,输出电压V0与输入电压 V1不成线性关系,只有在输出电压 V0 发生跳变瞬间,集成运放两个输入电压才可近似等于零即 Vid=0 或 Vp=Vn=V1 是输

4、出电 压 V0 转换的临界条件。即 Vid=0 或 Vp=Vn=V1 是输出电压 V0 转换的临界条件。 三角波发生器工作波形： 武汉理工大学专业课程设计（一） 课程设计说明书 3 2.22.2 方案一方案一 图三：三角波发生电路 1 有关参数计算： 周期： )21(221RRRCLnF 频率： Tf1 武汉理工大学专业课程设计（一） 课程设计说明书 4 幅值： zVU0 2.3 方案二方案二 图四：三角波产生电路 2 有关参数计算： 周期： 2/414RCRRT 频率： Tf1 幅值： 2/1 RRUU Zt 2.42.4 方案比较方案比较 根据原理两个方案的原理图可知，两种方案均能够达到实

5、验要求。具体区别是方案一采 用 RC 振荡和部分正反馈使电路持续不断的产生方波以及三角波，二方案二整个电路采用 积分电路而替代了 RC 使之能够产生方波以及三角波。这种方法在实际中比较可行。在此 基础上在两个运放的输出端加上发光二级管和限流电阻，使得在电路的调试，排查错误的 过程更加方便。 三、三、实现方案实现方案 武汉理工大学专业课程设计（一） 课程设计说明书 5 图五：实现方案使用的电路 3.1 元件清单：元件清单： 电阻 ： R1 3.3k R2 10K R3 1k R4 5.1k R5 3k RV1 10k 集成模块： LM324 2 个 电容： 47 uf 1 个 稳压管： 2 个 导线： 若干 面包板： 1 个 关于关于 LM324： LM324 器件为带有真差动输入的四运算放大器每一个封装四个放大器， 该放大器可以 工作在低到 3.0 伏或者高到 32 伏的电源下，低输入偏置电流，最大 100 纳安。具有内部补 偿的功能。 武汉理工大学专业课程设计（一） 课程设计说明书 6 图六：LM324 引脚图 3.2 原理及工作工作过程原理及工作工作过程 原理： 运算放大器可以和两个电阻构成同向输入施密特触发器，由此可产生稳定的方波，运 算放大器可以喝 RC 构成积分电路，二者形成闭合的回路，即可构成方波-三角波发生器。 因为矩形波电压只有两种状态，不是高电平就