方波、三角波波形发生器课程设计

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1、 方波、三角波发生器 摘要摘要 在模拟电子技术当中，我们会见到各种类型的波形，除了常见的正弦波之外， 还有别的各种非正弦波，这些类型各异的波形，广泛应用于模拟电子技术的各个 领域。在模拟电子电路中，各种非正弦波，如矩形波、三角波、锯齿波、阶梯波 等，在各种驱动电路及信号处理电路中广泛应用。波形发生器是一种常用的信号 源，广泛的运用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。函数信号发生器 在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途，通过对函数波形发生器的原理以 及构成分析，可以设计一个能变换出三角波、方波的函数波形发生器。本文利用 LM324N 产生一个可调频和调幅的方波信号，通过此信号来产生三角

2、波。 电子电路设计、仿真与实践 第 1 页 目录目录 1 设计题目 . 2 2 设计任务和要求 . 2 3 整体电路设计 . 2 4 仿真及仿真结果 . 7 5 PCB 板的绘制 9 6 误差分析 10 7 总结 11 8 心得体会 11 电子电路设计、仿真与实践 第 2 页 1 1 设计题目设计题目 方波、三角波发生器 2 2 设计任务和要求设计任务和要求 要求设计并用分立元件和集成运算放大器制作能产生方波和三角波波形的波形发生器。 3 3 整体电路设计整体电路设计 1）信号发生器: 信号发生器又称信号源或振荡器。按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、 脉冲信号和随机信号发生器等四大类

3、。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示， 如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波。通过模拟电子技术设计的波形发生器 是一个不需要外加输入信号，靠自身振荡产生信号的电路。 2）电路设计： 整体电路由 RC 振荡电路，反相输入的滞回比较器和积分电路组成。 理由：a）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； b）产生振荡，就是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； c）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，所以电路中 要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。 RC 振荡电路：即作为延迟环节，又作为反馈电路，通过

4、RC 充放电实现输出状态的自 动转换。 反相输入的滞回比较器：矩形波产生的重要组成部分。 积分电路：将方波变为三角波。 电子电路设计、仿真与实践 第 3 页 2）整体电路框图： 为实现方波，三角波的输出,先通过 RC 振荡电路，反相输入的滞回比较器得到方 波，方波的输出，是三角波的输入信号。三角波进入积分电路，得出的波形为所求的三 角波。其电路的整体电路框图如图 1 所示： 图 1 3）单元电路设计及元器件选择 a） 方波产生电路 根据本实验的设计电路产生振荡， 通过 RC 电路和滞回比较器时将产生幅值约为 12V 的方波，因为稳压管选择 1N4742A（约 12V）。电压比较电路用于比较模拟输入电压与 设定参考电压的大小关系，比较的结果决定输出是高电平还是低电平。滞回比较器主要 用来将信号与零电位进行比较，以决定输出电压。图 3 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R1构成正反馈，运算放大器当upun时工作 在正饱和区，而当unup时工作在负饱和区。从电路结构可知，当输入电压uin小于某一负 值电压时，输出电