电路CAD课程设计-----波形发生器设计

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1、 电路电路 CADCAD 课程设计报告课程设计报告 设计题目： 波 形 发 生 器 专业班级： 电信 0703 班 学 号： 第 1 页 题目 波形发生器波形发生器 一、设计任务与要求 1.设计要求： 使用集成运放设计一个波形发生器，产生一个频率为fo = 5 kHz 的方波，其电压幅 度为+Vs = |Vs| = 14V。同时产生一个频率为fo = 5kHz 的三角波，其幅度为+Vt = |Vt| = 5V。波形发生器方框图见图（图 1） 。 2.设计任务： （1）方波发生器设计； （2）三角波发生器设计； （3）电源电路设计。 二、方案设计 波形发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波

2、及锯齿波、阶梯波等电压波形 的电压或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的波形发生器，使用的器件可以是分 立器件（如视频信号函数发生器 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 5G8038） 。 本次波形发生器设计要求产生方波和三角波， 矩形波发生电路是其它非 正弦发生电路的基础，当方波电压加在积分运算电路的输入端是，输出就获得三角波电压。 而矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是它的重要组成部 分；因为产生振荡，就要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈；因 为输出状态应按一定的时间间隔交替变化，即产生周期性变化

3、，所以电路中要有延迟环节来 确定每种状态维持的时间。 系统原理框图如下示： 方波发生器电路 三角波发生器电路 电源电路 波形发生器方框图 第 2 页 模拟电路实现方案 用正弦波发生器产生正弦波信号，然后用过零比较器产生方波，再经积分电路产生三 角波，电路框图如上示。此电路结构简单，且有良好的正弦波和方波信号。但经过积分电路 产生同步三角波信号，存在难度。原因是积分器电路的积分时间常数是不变的，且随着方波 信号频率的改变，积分电路输出的三角波的幅度同时改变。若要同时保持三角波的输出幅度 不变，须同时改变积分时间常数的大小。 系统原理框图如下示： 若用运放完成，则选定用比较器，比较器器有好多种，比

4、如单限比较器，滞回比较器， 窗口比较器等等。虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。滞回比较器具有滞回特性， 即具有惯性，因而也就是具有一定的抗干扰能力。从而选择滞回比较器。 由于本次波形发生器设计要求产生方波和三角波，矩形波发生电路是其它非正弦发生 电路的基础，当方波电压加在积分运算电路的输入端是，输出就获得三角波电压。而矩形波 电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为 产生振荡，就要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状 正弦波发生器 过零比较器 积 分 器 正弦波 方 波 三角波 方波发生器电路 三角波发生器电路 电源电路 波形发生器方框图 第 3 页 态应按一定的时间间隔交替变化，即产生周期性变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种 状态维持的时间。 三、单元电路设计 1矩形波发生器电路 矩形波发生电路是其它非正弦发生电路的基础，当方波电压加在积分运算电路的输入 端是，输出就获得三角波电压。而矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所 以电压比较器是它的重要组成部分；