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1、波形发生电路的设计一、课题：波形发生电路二、主要技术指标：能输出正弦波、方波、三角波。正弦波 Vpp=10V,f=160HZ;方波 Vpp=6V,f=160HZ;三角波 Vpp=4V,f=160HZ； 方波 Vpp=6V,f=160HZ。三、方案论证及选择：（1）方波：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。由于方波包含了极丰富的谐波，因此，这种电路又成为多 谐振荡电路。这是在迟滞比较器的基础上连了一个积分电路，把输出 电压经Rf,C反馈到集成运放的反向端。在运放的输出端引入限流电 阻R和两个背靠背的稳压管就组成了一个双向方波发生的电路。（2）三角波：三角波产生电路主
2、要是积分电路的正向和反向充放电时间常数 相等。即与锯齿波产生的差别。积分电路利用虚地的概念，电容C存 在的漏电流也是产生误差的原因之一，选用泄漏电阻大的电容器可减 少这种误差。（3）正弦波：从结构上看，正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网 络的正反馈放大电路。振幅平衡和相位平衡是正弦波振荡电路产生持续振荡的两个条件。四、系统组成框图:选频网络反馈网络放大部分产生三角波产生方波产生正弦波11积分电路部分电压比较部分图（一）系统由三个相对独立的分模块组成。首先由选频网络选出电路的噪音 中频率，符合选频网络的频率特性的一支通过放大然后输出正弦波。 正弦波输出后，以该信号做为信号源作为下一级的
3、输入，从而输出方 波。同理，方波输入下一级积分电路中经过积分电路积分产生三角波。五、单元电路设计及说明：1. 正弦波信号产生单元：下图电路为桥式振荡电路。该电路由三部分组成，即放大电路、选频 网络和反馈网络。其选频网络的频率特性如下：Z = r + = 1+处,Z = j,1jcjc2 r + 11 + jcf JjcR反馈网络的反馈系数为Fv (s)= Z + Z _ 1 + 3 jcR + (jcR)212由此可得RC串并联选频网络的幅频响应即相频响应为32 + j (里 )(-o)中 =-arctan ;f3由上两式知当11=一 或f = f =o rc 2兀 rc时，幅频响应的幅值为最
4、大，即max 3相应的相频响应的相位角为零，即中 f = ;此时输出电压的幅值最大，并且输出电压为输入电压的3倍。同时输 出电压与输入电压同相。该电路的工作原理为:XSC1在3=气=1/rc时，经RC选频网络传输到运放同相端的电压Vf与 V。同相，即有中广0。这样，放大电路和由Z1和Z2组成的反馈网络刚 好形成正反馈系统，可以满足相位平衡条件，因此可能产生振荡。即 当R5选取适当时使得运放反相放大端电压为输出电压的三分之一。当 电路接通时由于噪音存在，在众多声频支中存在二广1*这么一 支。经过运放放大后，反馈网络反馈回信号恰好等于输入电压使电路 达到自激和稳定。2. 方波信号产生单元：R2VE
5、E-15VR10 3k第一级反馈放大电路输入端为反相放大输入端。当输入信号 电压大于同相输入端的电压时，第一个运放输出低电平，反之则 输出高电平。此输出电压输入下一运放进行电压比较从而输出方 波。三角波产生电路为一积分电路。如图:3. 三角波信号产生单元:VCC15V运放输出端和输入端VN=Vp,当电 路接上电源并有输入信号存在时V对电容充电则运放的输出端VVEE5.1kIC3 -15VHI-0.47uF上图各量表达式如下:当输入信号V为正时，输出与输入成负相关；当其为负时，输出与 输入为正相关。从而输出三角波。总体电路图:第一个单元产生的正弦波频率为其幅值约为2 。若要调节其频率须同时调节选
6、频网络的两个电阻并且必须保证其阻值相等。第二个网络产生方波频率与上一信号相同。连用两个运放是为使 输出方波波形跟加稳定其输出幅值约为电源电压。第三部分为三角波产生电路。其中电阻和电容选的足够大，使得 电容冲放电时间足够长（大于输入电压的半周期）。这样当电容还未 冲满电时，电压突变电容又开始放电。从而输出有尖蜂的三角波。七、元器件清单：1. 电阻： 5K 2个； 15K 3个； 5.1K 2个； 6.8K1个.2. 电容：0.1 口 f 2 个；0.47uf 1 个；3. LM3241 片；1N41482 个;4. 稳压管 2个；5. 电位器：50K 1个；6. 细导线若干；7. 焊锡丝若干。八
7、、调试过程及测试结果：（一）调试步骤：1. 按图五焊接好电路，并检查确认无误后接通电源；2. 将正弦波输出端口与示波器相接，观察并调出正确的波形，并 记录周期；3. 将方波输出端与示波器相连，观察并调出正确波形，记录周期;4. 将三角波输出端与示波器相连，观察并调出正确波形，记录周 期；5. 分别将三种波形中的两路接如双踪示波器，观察其波形、周期、 相位这些波形特性的异同。（二）调试结果：1. 正弦波显示正常波形V=28.5v, f=150.6HZ，与实验要求有出 入。2. 方波调试输出方波波形很稳定，V=12.4v, f=150.6V;3. 三角波 V=7.76v;f=150.6HZ。九、参考文献：1. 高等教育出版社电子技术基础模拟部分（第五版） 康华光 主编；2. 高等教育出版社电子技术基础数字部分（第五版） 康华光
