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1、一、任务技术指标设计能产生方波、三角波及正弦波等多种波形信号的信号发生器。基本要求：1.在给定的12V直流电源电压条件下，使用运算放大器设计一个函数信号发生器。2.信号频率：1kHz10kHz。3.方波：Vp-p24V，上升和下降时间：10ms；三角波：Vp-p6V，三角波失真度：2%；正弦波： Vp-p1V，正弦波失真度：5%。二、总体设计思想1.基本原理由555定时器构成多谐振荡器产生方波，当电容c2被充电时，2和6引脚的电压都上升，此时二极管D1导通，接通+12V电源后，电容C被充电，Vc上升，当Vc上升到2Vcc/3时，触发器被复位，同时放电BJT T导通，此时输出电平Vo为低电平，电
2、容C通过R2和T放电，使Vc下降。当Vc下降到Vcc/3时，触发器又被置位，Vo翻转为高电平。电容器C经R2，R23，R21他们此时说分的总阻值设为R1放电,放电所需的时间为： tPL=R1C ln20.7 RC； 当C放电结束时，T截止，Vcc将通过R1、R22、R21所分得的阻值为R2向电容器C充电，Vc由Vcc/3上升到2Vcc/3所需的时间为tPH=R2C ln20.7R2C。当Vc上升到2Vcc/3时，触发器又发生翻转，如此周而复始，在输出端就得到了一个周期性的方波，其频率为f=1 / (tPL+tPH) 1.43 / (R1+R2) C 稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电
3、开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时低于1/3Vcc，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。当Vc充电到2/3Vcc时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备,产生的方波经过积分电路，变成三角波，然后经过差分放大电路变成正弦波。2.系统框图555定时器555定时器三角波方波方波正弦波积分网络差分放大电路图1 系统框图三、具体设计1.总体设计电路图图2总体电路图2.模块
4、设计555定时器构成多谐振荡器产生方波 图3产生方波电路图4方波产生图利用积分器是方波变成三角波 图5方波转换为三角波 图6三角波产生图经差分放大电路三角波变为正弦波 图7正弦波产生图图8正弦波产生图3.仿真及仿真结果分析方波仿真图9方波仿真三角波仿真图10方波仿真正弦波仿真图11正弦波仿真表1输出幅值的测量输出端口幅值范围方波25V11.5V三角波2355V正弦波100mV2V表2方波上升时间的测量频率f=1KHzf=8KHz上升时间655.74ns555.70ns表3正弦波失真度的测量频率f=1KHzf=8KHz失真度2.35%3.10%四、结论（1）电位器R2在可以调整方波-三角波-的输出频率。（2）方波的输出幅值应近似等于电源电压+Ucc。三角波的输出幅值应不超过电源电压+Ucc。 （3）在实现三角波-正弦波的变换的时候，为了使输出波形更接近正弦波可见传输特性曲线越对称，线性区越窄越好；三角波的幅值Um应正好使晶体管接近饱和区或截止区。参考资料1 童诗白，华成英.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2001.2 彭介华.电子技术课程设计指导M.北京：高等教育出版社，1997.3 孙梅生.电子技术基础课程设计M.北京：高等教育出版社，1998.
