河南城建学院《模拟电子技术》课程设计任务书题目：基于运算放大器的三角波发生器
学院（系）：
年级专业：
学号：
学生姓名：
指导教师：
河南城建学院课程设计（论文）任务书
院（系）：电气与信息工程学院自动化
学号学生姓名专业（班级）
设计
题目
基于运算放大器的三角波发生器
设
计
技术参数利用运算放大器产生幅值和频率单独可调的三角波，其中最大幅值为2.5V，频率范围在100到1000Hz。
设计要求1：完成题目的理论设计模型；
2：给出系统原理图、关键器件的参数及设计依据；3：完成电路的multisim仿真；
工作量1：完成一份设计说明书（其中包括理论设计的相关参数以及仿真结果）；2：提交一份电路原理图；
工作计划周一上午到周二上午，教室内做理论设计；
周二下午到周五上午，自己有计算机的同学在教室内做multisim仿真，没有计算机的同学到实验室进行电路仿真；
周五下午，教室内整理设计材料、准备撰写设计说明书
参考资料
1:基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计；2：模拟电子技术；
3：电路理论；
4：数字电子技术；
指导教师签字基层教学单位主任签
字
说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2013年6月28日
目录
第一章设计的意义 (4)
第二章设计原理 (5)
一、方波的产生 (6)
根据翻转条件，令上式右方为零，得此时的输入电压 (7)
二、三角波的产生 (8)
第三章仿真图结果分析 (11)
第四章课程设计结论 (12)
第五章心得体会 (13)
参考文献 (13)
第一章设计的意义
人们在认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中，它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量或各种实际需要。
波形发生器就是信号源的一种，能够给被测电路提供所需要的波形。传统的波形发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，不能根据实际需要灵活扩展。随着微电子技术的发展，运用单片机技术，通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路，产生数字式的正弦波、方波、三角波、锯齿等幅值可调的信号。与现有各类型波形发生器比较而言，产生的数字信号干扰小，输出稳定，可靠性高，特别是操作简单方便。
波形函数信号发生器广泛地应用于各种场所。函数信号发生器应用范围广阔，测量，控制，通信、广播、电视系统中，常常需要频率可变和幅度可调的信号发生器。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。函数信号发生器，能产生某些特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫，在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。而我设计的三角波发生器原理为：通过将滞回电压比较器的输出信号通过
RC电路反馈到输入端，可组成矩形波信号发生器，然后经过积分电路产生三角波的输出。其优点是制作成本低，电路简单，使用方便，频率和幅值可调，具有实际的应用价值。
此外，对于电气专业的学生，对函数信号发生器的设计，仿真，制作已成为最基本的一种技能，也是一个很好的锻炼机会，是一种综合能力的锻炼，它涉及基本的电路原理知识，仿真软件的使用，以及电路的搭建，既考验基础知识的掌握，又锻练动手能力。故此次课程设计具有非凡的意义。
第二章设计原理
产生方波、三角波的方案有多种，根据所学知识及设计要求，本次设计主要采用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。采用直流电压信号与积分电路相连，从而改变三角波和方波的频率。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。
电压比较电路产生方波积分电路产生三角
波
一、方波的产生
方波的产生有很多种方法，而用运算放大器的非线性应用——电压比较器，是一种产生方波的最简单的电路之一。如图所示，是在单门限电压比较器的基础上加上部分正反馈构成的迟滞电压比较器，其中D1、D2为双向稳压管。
图中双稳压管用于输出电压限幅，R3起限流作用，R1和R1构成正反馈，运算放大器当u p>u n时工作在正饱和区，而当u n>u p时工作在负饱和区。从电路结构可知，当输入电压u in小于某一负值电压时，输出电压u o= -U Z；当输入电压u in大于某一电压时，u o= +U Z。运算放大器在两个饱和区翻转时u p=u n=0，由此可确定出翻转时的输
入电压。u p 用u in 和u o 表示，有
2
1o 1in 22
1o
2
in 1p 1111R R u R u R R R u R u R u ++=++=
根据翻转条件，令上式右方为零，得此时的输入电压
th Z 2
1o 21in U U R R
u R R u ==-
= U th 称为阈值电压。滞回电压比较器的直流传递特性如图3-2所示。设输入电压初始值小于-U th ，此时u o = -U Z ；增大u in ，当u in =U th 时，运放输出状态翻转，进入正饱和区。如果初始时刻运放工作在正饱和区，减小u in ，当u in = -U th 时，运放则开始进入负饱和区。
运放LM324介绍
LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。 每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中 “+”、“-”为两个信号
输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“V o ”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运
放输出端Vo 的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图2。
图2 LM324的引脚排列
图 5.4.1 LM324的引脚排列
二、三角波的产生
三角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。由于方波或矩形波包含极丰富的谐波，因此这种电路又称为多谐振荡电路。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，输出电压与输入电压不成线性关系，只有在输出电压发生跳变瞬间，集成运放两个输入电压才可近似等于零。如需产生占空比小于或大于50%的矩形波，只需适当改变电容C的正反向充电时间常数即可。常用的三角波发生电路如图所示：
当积分器的输入为方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，能自动产生方波与三角波。三角波（或方波）的频率为：
C
R R R T
f 423
41
=
=
式中表明，若要维持三角波的幅值不变，则R 2、R 3的比值应固定，调节R 4或C 的值可以改变三角波的频率。
相关参数计算如下：
（u o1 - 0）/ R3=(0- u o2 )/ R2
即 u o2 =(- R2/ R3）u o1
因设计要求最大幅值为2.5V ，也就是u o2 最大为2.5V ，取R2 = 50k ，R3 = 100k ，则 u o1 =5V ，让稳压管稳压到5V 。
根据频率公式 C
R R R T f 42341
=
=
，因R3/R2=2，所以：f=1/2 R4C 。在选频网络中，取R4=500，根据频率的变化范围100~1000HZ ，可求得电容C 如下：
f=1/2 R4C=1/2*500*C=100HZ
C=1/2*500*100=10uf
同理 当取1000ＨＺ时，
f=1/2 R4C=1/2*500*C=100HZ
C=1/2*500*1000=1uf
所以选择可变电容器的范围在nF nF 90-之间变化,与nF 1电容并联，总电容在nF nF 10~1内变化，而且保持两个可变电容同时变化。
第三章仿真图结果分析系统仿真电路图如下所示：
方波输出波形图：
图中，纵向每格表示5V，横向每格为10ms。
三角波输出波形图:
图中，纵向每格表示5V，横向每格为10ms。
如上图所示，运放1输出端输出稳定的方波波形，幅值为5V；运放2输出端输出稳定的三角波波形，幅值为2.5V，频率在100到1000Hz内可调。仿真结果达到设计任务的要求。
第四章课程设计结论
根据设计任务对频率及幅值的要求，绘制出设计如上图所的电路原理图，经过理论推导及计算，控制电容器的总电容从1uf到10uf，当电容为1uf时对应的频率为1000HZ，当电容为10uf时，频率为100HZ，调节电容器的值，可以使输出波形的频率在100到1000HZ之间变化，可以达到频率为100HZ到1000HZ的要求；经过对稳压管及电阻的控制，可以使幅值稳定在2.5V左右，满足了设计要求。
第五章心得体会
通过这次课程设计，我学到了很多的东西，不仅巩固了所学的知识，而且学到了很多在书本上学不到的东西,初步熟悉了multisim这个平台的使用方法。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实际相结合起来，从理论中得出结论，才是真正的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到了各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学的知识理解不够深刻，掌握的不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的知识重新温故，巩固了所学的知识。在此衷心感谢指导我的课程设计的老师，是你让我有了新的进步，谢谢你！
参考文献
[1] 【美】赛尔吉欧.佛郎哥.《基于运算放大和模拟集成电路的电路设计》
[2] 康华光.《模拟电子技术》[M].高等教育出版社
[3] 阎石主．《数字电子技术》［M］.高等教育出版社
、
河南城建学院课程设计评审意见表
指导教师评语：
①该生学习态度（认真较认真不认真）
②该生迟到、早退现象（有无）
③该生依赖他人进行设计情况（有无）
平时成绩：指导教师签字：
2013 年 7月19日
图面及其它成绩：
答辩小组评语：
①设计巧妙，实现设计要求，并有所创新。
②设计合理，实现设计要求。
③实现了大部分设计要求。
④没有完成设计要求，或者只实现了一小部分的设计要求。
答辩成绩：组长签字：
2013年 7月19日
课程设计综合成绩：
答辩小组成员签字：
2013年 7月19日
苏州科技学院天平学院 模拟电子技术课程设计指导书 课设名称正弦波－方波－三角波信号发生器设计 组长李为学号1232106101 组员谢渊博学号1232106102 组员张翔学号1232106104 专业电子物联网 指导教师
二〇一二年七月 模拟电子技术课程设计指导书 一设计课题名称 正弦波－方波－三角波信号发生器设计 二课程设计目的、要求与技术指标 2.1 课程设计目的 （1）巩固所学的相关理论知识； （2）实践所掌握的电子制作技能； （3）会运用EDA工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计；（4）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则； （5）掌握模拟电路的安装\测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题； （6）学会撰写课程设计报告； （7）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风； （8）完成一个实际的电子产品，提高分析问题、解决问题的能力。
2.2 课程设计要求 （1）根据技术指标要求及实验室条件设计出电路图，分析工作原理，计算元件参数；（2）列出所有元器件清单； （3）安装调试所设计的电路，达到设计要求； 2.3 技术指标 （1）输出波形：方波－三角波－正弦波； （2）频率范围：100HZ~200HZ连续可调； （3）输出电压：正弦波-方波的输出信号幅值为6V.三角波输出信号幅值为0~2V连续可调； γ。 （4）正弦波失真度：% ≤ 5 三系统知识介绍 3 函数发生器原理 本设计要求产生三种不同的波形分别为正弦波\方波\ 三角波。实现该要求有多种方案。 方案一：首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波。 方案二：首先产生方波——三角波，再将方波变成正弦波或将三角波变成正弦波。
X X X X X X X大学 课程设计报告 课程名称：电子技术基础 设计题目：方波三角波正弦波锯齿波函数发生器 系别： 专业： 班级： 学生姓名: 学号: 同组同学: 学号: 指导教师: XXXX大学XXXX学院 XXXX年月日
摘要 波形函数信号发生器广泛地应用于各场所。函数信号发生器应用范围：通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域，而我设计的正是多种波形发生器。设计了多种波形发生器，该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端，即可组成矩形波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波，三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。其优点是制作成本低，电路简单，使用方便，频率和幅值可调，具有实际的应用价值。 函数（波形）信号发生器。能产生某些特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫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 而因此电子专业的学生，对函数信号发生器的设计，仿真，制作已成为最基本的一种技能，也是一个很好的锻炼机会，是一种综合能力的锻炼，它涉及基本的电路原理知识，仿真软件的使用，以及电路的搭建，既考验基础知识的掌握，又锻练动手能力。 关键词：振荡电路；电压比较器；积分电路；低通滤波电路
目录 · 设计要求 (1) 1．前言 (1) 2方波、三角波、正弦波发生器方案 (2) 2.1原理框图 (2) 3．各组成部分的工作原理 (3) 3.1方波发生电路的工作原理 (3) 3.2方波--三角波转换电路的工作原理 (4) 3.3三角波--正弦波转换电路的工作原理 (5) 3.4方波—锯齿波转换电路的工作原理 (6) 3.5总电路图 (7) 4.用Multisim10电路仿真 (8) 4.1输出方波电路的仿真 (8) 4.2三角波电路的仿真 (9) 4.3正弦波电路的仿真 (10) 4.4锯齿波电路的仿真 (11) 5实验总结 (11) 6．仪器仪表清单 (13) 7．参考文献 (13) 8.致谢 (13)
方波-三角波-正弦波-锯齿波发生器
电子工程设计报告
目录 设计要求 1．前言 (1) 2方波、三角波、正弦波发生器方案 (2) 2.1原理框图 (2) 3．各组成部分的工作原理 (3) 3.1方波发生电路的工作原理 (3) 3.2方波--三角波转换电路的工作原理 (4) 3.3三角波--正弦波转换电路的工作原理 (6) 3.4方波—锯齿波转换电路的工作原理 (7) 3.5总电路图 (8)
方波—三角波—正弦波函数信号发生器 摘要 波形函数信号发生器广泛地应用于各场所。函数信号发生器应用范围：通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域，而我设计的正是多种波形发生器。设计了多种波形发生器，该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端，即可组成矩形波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波，三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。其优点是制作成本低，电路简单，使用方便，频率和幅值可调，具有实际的应用价值。 函数（波形）信号发生器。能产生某些特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫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 而因此电子专业的学生，对函数信号发生器的设计，仿真，制作已成为最基本的一种技能，也是一个很好的锻炼机会，是一种综合能力的锻炼，它涉及基本的电路原理知识，仿真软件的使用，以及电路的搭建，既考验基础知识的掌握，又锻练动手能力。 关键词：振荡电路；电压比较器；积分电路；低通滤波电路 设计要求 1．设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器。 2．输出波形：方波、三角波、正弦波；锯齿波 3．频率范围：在0.02－20KHz范围内且连续可调； 1．前言 在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和实
XXXX XXXX 一、设计方案与原理 图一三角波发生器电路图(Multisim) 图一为电路设计方案。电路结构分为两部分，左侧电路为迟滞比较器能在R3右端形成方波信号；右端电路为积分电路，即对方波信号进行积分得到三角波信号。 以下对照图一再次说明下书上写的三角波发生器原理。运放A1(左侧)输入端无信号，输出端Uo1随机输出高电位或低电位。设先输出高电位(在稳压器的作用下，高电位数值较恒定)，则高电位接于电阻R4左侧，由于运放A2(右侧)反相输入端虚地(以理想运放为分析 模型)。因此流入电容C1的电流 f i表达式： 1 4 o f U i R = (1-1) R4右端接入的是反相输入端，所以电容的电流与电压关系： 1 141 11 O f O U i dt U dt C R C =-=- ? ?? (1-2)故当Uo1为高电位时，Uo由初始零电位呈斜率为负的直线下降。另用叠加法得如下关系： 12 11 1212 O O R R U U U R R R R + =+ ++ (1-3) 当U1+随Uo的减小恰好越过0V时，运放A1输出电位Uo1转为低电位，故Uo开始呈斜率为正的直线上升，直到U1+随Uo上升为0V，此时Uo由负转正。如此循环下去，就形成了输出端电位Uo变化呈三角波形式。 二、实验步骤及结果
实验步骤： 1. 用multisim 搭建电路，运行结果得到图像及数据 2. 理论计算出各数据并与实验值比较 3. 对实验室搭建的实际电路得出的数据进行分析。 仿真及理论结果： Multisim 得出的输出三角波Uo 及方波Uo1图像如下： 图二 Multisim 仿真得出的输出三角波图像 对于理论计算，有如下公式(同实验指导书)： *1/2t z U U R R = (2-1) 4*1*4*C/R 2T R R = (2-2) 2/(4*R1*R 4*C)f R = (2-3) 三角波 周期(ms) 频率(Hz) 幅值(V) 理论计算结果 227 Multisim 仿真结果 215 表一 三角波数据理论值与Multisim 仿真值比较 可看出理论值与仿真值比较接近。 实验得出的实际电路结果分析： 周期 频率 幅值 对照(2-1)、(2-2)、(2-3)理论计算公式，由于电路电阻及电容的数值在仿真及实验室实际电路中是一样的，故周期和频率与仿真结果较接近。而三角波的幅值受到稳压器稳压值的影响，故实验室实际电路数据与理论值及仿真值有较大差别。 三、拓展分析
模拟电子技术课程设计报告 题目名称：方波－三角波波形发生器 姓名： 学号： 班级：
目录 摘要---------------------------------------------------------------------2 关键词------------------------------------------------------------------2 一设计任务与要求--------------------------------------------------2 1.1设计任务-----------------------------------------------------------------------------------2 1.2 设计要求----------------------------------------------------------------------------------2 二电路设计----------------------------------------------------------2 2.1 方案设计与论证-------------------------------------------------------------------------2 2.2 电路设计原理----------------------------------------------------------------------------3 2.2.1 电路原理框图-------------------------------------------------------------------------3 2.2.2 单元电路设计与计算说明----------------------------------------------------------3 2.3 原理图
创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者：别如克* 方波和三角波发生器电路 由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器，一般均包括比较器和RC积分器两大部分。如图6. 5所示为由迟滞比较器和集成运放组成的积分电路所构成的方波和三角波发生器。 方波和三角波发生器的工作原理 A1构成迟滞比较器，同相端电位Vp由VO1和VO2决定。利用叠加定理可得： 当Vp＞0时A1输出为正，即VO1 = +Vz；当Vp＜0时，A1输出为负即VO1 = -Vz A2构成反相积分器 VO1为负时，VO2 向正向变化，VO1 为正时，VO2 向负向变化。假设电源接通时VO 1 = -Vz，线性增加。 当VO2上升到使Vp略高于0v时，A1的输出翻转到VO1 = +Vz 。
四、报告要求 1、课题的任务和要求。 2、课题的不同方案设计和比较，说明所选方案的理由。 3、电路各部分原理分析和参数计算。 4、测试结果及分析： （1）实测输出频率范围，分析设计值和实测值误差的来源。 （2）对应输出频率的高、中、低三点，分别实测输出电压的峰－峰值范围，分析输出电压幅值随频率变化的原因。 （3）频率特性测试，在低频端选定一个输出幅值，而后逐步调高输出频率，选12～15个测试点，用示波器观测输出对应频率下的输出幅值，填入自己预做的表格，画出电路的幅频特性。 注意：输出幅值一旦选定，在调节输出测试频率点过程中，不能再动！ （4）画出示波器观测到的各级输出波形，并进行分析；若波行有失真，讨论失真产生的原因和消除的方法。 5、课题总结 6、参考文献 2、方波、三角波发生器 （1）按图11-2所示电路及参数接成方波、三角波发生器。
数字电路设计研讨 －－简易矩形波信号发生器 姓名：尹晨洋 学号：13211023 班级：通信1301 同组成员:程永涛 学号：13211007 指导老师：任希
目录 一、综述************************************************************ 1 二、电路元件结构及工作原理***************************** 1 1）、555计数器******************************************************** 1 2）、74ls160同步计数器************************************************ 2 3）、74ls175 4位寄存器************************************************* 4三、频率可调的矩形波发生器***************************** 4 1）、频率可调的矩形波发生器电路图仿真电路图******************************* 4 2）、频率可调的矩形波发生器工作原理分析*********************************** 4 3）、仿真结果分析******************************************************** 5四、可显示频率计数器***************************************** 6 1）、可显示频率计数器仿真电路图******************************************** 6 2）、工作原理分析********************************************************* 6 3）、仿真结果分析********************************************************** 7 4）、实验误差************************************************************** 9 五、总结与体会************************************************** 9 六、参考文献*******************************************************
方波-三角波产生电路的设计 1 技术指标 设计一个方波-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。 2 设计方案及其比较 产生方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以直接产生三角波—方波。由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波。 2.1 方案一 非正弦波发生器的组成原理是电路中必须有开关特性的器件，可以是电压比较器，、集成模拟开关、TTL 与非门等；具有反馈网络，它的作用是通过输出信号的反馈，改变开关器件的状态；具有延迟环节，常用RC 电路充放电来实现；具有其他辅助部分，，如积分电路等。 矩形经过积分器就变成三角波形，即三角波形发生器是由方波发生器和反向积分器所组成的。但此时要求前后电路的时间常数配合好，不能让积分器饱和。 如图1所示为该电路设计图。 由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器，一般均包括比较器和RC 积分器两大部分。如图所示为由迟滞比较器和集成运放组成的积分电路所构成的方波和三角波发生器。1U 构成迟滞比较器，用于输出方波；2U 构成积分电路，用于把方波转变为三角波，即输出三角波。
图1 方案一电路设计图 U1构成迟滞比较器，同相端电位p V 由1O V 和2O V 决定。利用叠加定理可得： 21211211211) ()(O V V O V P V R R R R R V R R R R V ?++++?++= 当0>P V 时，U1输出为正，即Z O V V +=1 当0
电子技术课程设计 题目方波、三角波信号发生器 学院名称电气工程学院 指导教师 职称 班级自动化071班 学号 学生姓名 2009年01 月14日
目录 摘要---------------------------------------------------------------------------2 关键词------------------------------------------------------------------------2 一、设计任务与要求------------------------------------------------------2 1.1 设计任务------------------------------------------------------------------------------2 1.2 设计要求-----------------------------------------------------------------------------2 二、方案设计与论证------------------------------------------------------3 2.1 方案一--------------------------------------------------------------------------------3 2.2 方案二--------------------------------------------------------------------------------3 2.3 两种方案比较------------------------------------------------------------------------4 三、单元电路设计与参数计算------------------------------------------4 3.1 方波产生电路-----------------------------------------------------------------------4 3.2 三角波发生电路--------------------------------------------------------------------5 3.3 参数计算------------------------------------------------------------------------------5 四、仿真过程仿真结果----------------------------------------------------5 4.1仿真调试输出波形-------------------------------------------------------------------5 4.2 调试输出波形------------------------------------------------------------------------6 4.3 数据记录------------------------------------------------------------------------------6 五、总原理图及元件清单------------------------------------------------7 5.1 电路设计原理------------------------------------------------------------------------7 5.2 总原理图------------------------------------------------------------------------------7 5.3 PCB图-------------------------------------------------------------------------------7 5.4 元件清单------------------------------------------------------------------------------8 六、电路调试与分析------------------------------------------------------8 6.1 电路的装调--------------------------------------------------8 6.2 调试结论------------------------------------------------------------------------------8 6.3 误差分析------------------------------------------------------------------------------9 七、设计心得---------------------------------------------------------------9 八、参考文献---------------------------------------------------------------9
郑州科技学院 《模拟电子技术》课程设计 题目占空比可调矩形波-三角波发生器学生姓名 专业班级 学号 院（系） 指导教师 完成时间年月日
目录 1 课程设计的目的 (1) 2 课程设计的任务与要求 (1) 3 设计方案与论证 (1) 4 设计原理及功能说明 (8) 5 单元电路的设计（计算与说明） (11) 5.1 参数计算 (11) 5.2 元件计算 (12) 6 硬件的制作与调试 (16) 7 总结 (17) 参考文献 (18) 附录1：总体电路原理图 (19) 附录2:元器件清单 (19)
1 课程设计的目的 利用模电知识设计一个占空比可调的矩形波-三角波发生器。 进一步巩固简熟悉易信号发生器的电路结构及电路原理并了解波形的转变方法。 学会用简单的元器件及芯片制作简单的函数信号发生器，锻炼动手能力，以及调试电路并根据测试结果分析影响实验结果的可能因素，适当的对电路进行改进。 2 课程设计的任务与要求 掌握波形发生电路设计和调试的方法。 掌握波形发生电路参数的计算方法。 振荡频率范围：500~1000赫兹；三角波幅值调节范围：1~2伏。 根据题目要求，选定电路结构。 计算和确定电路中的元件参数。 调试电路，以满足设计要求。 写出设计总结报告。 3 设计方案与论证 函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。电路形式可以采用由运放及分离元件构
成；也可以采用单片集成函数发生器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器。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。现在我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易发生器。 通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证经济、方便、优化的设计策略。按照设计的方案选择具体的原件，焊接出具体的实物图，并在实验室对焊接好的实物图进行调试，观察效果并与最初的设计要求的性能指标作对比。最后分析出现误差的原因以及影响因素。 在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都学要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察，测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、运用最广泛的一类电子仪器。 本次设计的是较为简单的占空比可调的矩形波-三角波发生器。其中的整体设计方案如下。
目录 第一章概述 (1) 第二章设计原理及思路 (1) 2.1 占空比可调的矩形波发生电路 (1) 2.1.1 电路组成及工作原理 (1) 2.1.2 占空比可调电路的实现 (2) 2.2 RC串并联网络振荡电路 (3) 第三章系统电路总图及元件清单 (4) 3.1电路设计图 (4) 3.1.1 Protel原理图 (4) 3.1.2 仿真图 (5) 3.2元件清单 (7) 第四章电路调试与分析 (8) 4.1 测试仪器 (8) 4.2 测试说明 (8) 4.3 误差分析 (8) 第五章设计心得 (8) 参考文献 (9)
第一章 概述 非正弦波发生电路常常用于脉冲和数字系统中作为信号源，而常用的非正弦波发生电路有矩形波发生电路、三角波发生电路和锯齿波发生电路等。其中，矩形波发生电路是三角波发生电路和锯齿波发生电路等的基础，因此，本设计旨在创建一种能够产生稳定且占空比和频率可调的矩形波模块电路，包括了Protel 原理图和Mulstism 仿真图。 该电路主要由RC 串并联网络振荡电路及一个滞回比较器和一个RC 充放电回路组成，重点阐述了发生器的电路结构及工作原理，分析了单元电路的制作和工作过程并进行了调试，调试结果表明设计的电路在低频段是可行的。 第二章 设计原理及思路 2.1 占空比可调的矩形波发生电路 2.1.1 电路组成及工作原理 图2-1为矩形波发生电路，它由反相输入的滞回比较器和RC 电路组成。RC 回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC 充放电实现输出状态的自动转换。 图中滞回比较器的阈值电压 Z T U R R R U ?+±=±2 11 (1) 因而滞回比较器的电压传输特性如图2-2所示：
方波三角波波形发生 器的设计
精品资料 西安文理学院物理与机械电子工程学院 课程设计报告 专业班级 课程电子技术课程设计 题目方波三角波波形发生器的设计 学号 学生姓名 指导教师 2013年12
西安文理学院机械电子工程系 课程设计任务书 学生姓名专业班级学号 指导教师职称教研室自动化 课程电子技术课程设计 题目方波、三角波波形发生器的设计 任务与要求 任务： 设计能产生方波、三角波波形信号输出的波形发生器。 1．输出的各种波形工作频率范围0.02Hz～10k Hz连续可调； 2．方波幅值10V； 3．三角波峰-峰值20V；各种输出波形幅值均连续可调； 4．设计电路所需的直流电源。 要求： 1.根据设计任务和指标，初选电路； 2.通过调查研究、设计计算，确定电路方案。 开始日期 2013.12.13 完成日期 2013.12.27 2013年 12 月 27 日
目录 设计目的 (4) 设计任务和要求 (4) 总体设计方案 (5) 功能模块设计与分析 (10) 电路的安装与调试 (14) 实验仪器及元器件清单 (14) 心得体会 (16)
一、设计目的 1.掌握方波—三角波产生电路的设计方法及工作原理； 2.掌握电子系统的一般设计方法； 3.掌握常用原件的识别和测试； 4.掌握模拟电路的安装测量与调试的基本技能； 5.培养实事求是，严谨的工作态度和严肃的工作作风。 二、设计任务和要求 任务： 设计能产生方波、三角波波形信号输出的波形发生器。 1.方波幅值10V； 2.输出的各种波形工作频率范围0.02Hz~10k Hz连续可调； 3.三角波峰-峰值20；各种输出波形幅值均连续可调； 4.设计电路所需的直流电源。 要求： 1.根据设计任务和指标，初选电路； 2.通过调查研究、设计计算，确定电路方案。 三．总体设计方案 方案一，框图如下图1所示：
集成运放构成的三角波方波发生器 一、实验目的 1．理解三角波方波发生器的设计思路，搭接出最简单的电路，获得固定频率、幅度的三角波、方波输出。 2．理解独立可调的设计思路，搭接出频率、占空比、三角波幅度、三角波直流偏移、方波幅度、方波直流偏移均独立可调的电路，调整范围不限。 3．理解分块调试的方法，进一步增强故障排查能力。 二、实验思路 利用集成运放构成的比较器和电容的充放电，可以实现集成运放的周期性翻转，进而在输出端产生一个方波。这个电路如图2.3.1所示，它的工作原理请参阅相关教科书。注意在这个电路中，给电容的充电是恒压充电，随着电容电压的升高，其充电电流越来越小，电容电压上升也越来越缓慢。理论分析可知，电容上电压的变化，是一个负指数曲线。因此，这个电路只能实现方波发生。但是，我们注意到，这个负指数曲线在工作过程中是不停地正向充电、反向放电，已经和三角波有些类似。如果能够使得电容上充电电流固定，则其电压的上升或者下降将是线性的，就可以在电容端获得一个三角波。 我们可以立即联想到这样一个事实：当积分器的输入是固定电压，则其输出是线性上升或者下降的。因此，将图2.3.1中的RC充电电路去掉，用一个积分器替代，并考虑到极性，再增加一级反相电路，就可以实现三角波的产生，如图2.3.2所示。 图2.3.2电路使用了3个集成运放。电路设计者认为，A3并不是必须的，因为它仅仅完成了1倍的反相放大，这个功能完全可以利用A1的输入端极性进行巧妙设计来实现。为了节省1个运放，设计者给出了新的电路，如图2.3.3所示，它仅使用2个运放。
图2.3.3所示电路的工作原理，请参阅相关教科书。图中稳压管DZ和电阻R3组成稳压电路，目的是克服运放输出的不对称。 本实验在实现上述基本电路的基础上，还提出了新的要求。有下列6个量：三角波和方波共有的频率、共有的占空比、三角波的幅度、方波的幅度、三角波的直流偏移、方波的直流偏移，其中每个量都由一个独立的电位器控制，当调节某个量时，其它5个量不能发生变化。这就是独立可调的要求。 本实验将给出一个独立可调的三角波方波发生器电路，要求学生在认真分析的基础上，用运放、电阻、电容、稳压管等元器件，自己实现搭接。然后在搭接好的电路上，观察、调节、记录，体会其中的设计思想。 三、实验原理 图2.3.4是可以满足设计要求的最终电路。其中A1、A2、A3及其附属电路，完成三角波、方波的发生，并且实现频率和占空比的可调。A4、A5及其附属电路，实现三角波和方波的幅度、直流偏移可调。 图2.3.4电路与图2.3.3电路有3点主要的区别。第一、用R13、RW2、DZ1、DZ2组成一个双向电阻值不同的电路，取代图2.3.3中的积分器电阻R，使得积分器工作过程中，正向充电和反向放电的时间常数不一致，三角波上升斜率和下降斜率大小不同，造成方波的占空比不同。需要注意的是，由于用一个电位器调节，无论在什么位置，积分器的正向时间常数和反向时间常数的和，是一个常数，就造成单纯调节RW2，只改变占空比而不会改变频率。第二、在稳压管输出和积分器之间，加入A3构成的反相放大器，可以通过RW1调节积分器输入电压大小，进而改变积分器输出电压变化斜率，造成波形发生的频率变化。这样，uo1产生方波，uo2产生三角波。这两个波形的频
课程设计报告 课程名称：基于单片机的方波信号发生器院部：电控学院 专业班级：电气0601班 学生姓名：程云鹏 指导教师：郝兆明 完成时间：2009年06月10日 报告成绩：_____ _____________________ 评阅意见： 评阅教师日期
目录 一、概述 ------------------------------------------------------------------ 3 1.1、设计内容 ------------------------------------------------------ 3 1.2、设计的基本要求 ------------------------------------------------ 3 二、方波发生器设计方案 ---------------------------------------------------- 4 2.1、方案介绍 ------------------------------------------------------ 4 2.2、方波信号发生器的原理与功能 ------------------------------------ 4 三、系统的硬件设计 -------------------------------------------------------- 6 3.1、单片机最小系统 ------------------------------------------------ 6 3.2、小键盘接口电路 ------------------------------------------------ 7 3.3、LED显示电路--------------------------------------------------- 7 四、系统的软件设计 -------------------------------------------------------- 8 4.1、主程序 -------------------------------------------------------- 8 4.2、系统初始化子程序 ---------------------------------------------- 9 4.3、显示子程序 ---------------------------------------------------- 9 4.4、键盘扫描程序 ------------------------------------------------- 10 4.5、定时器中断子程序 --------------------------------------------- 11 五、调试与性能分析 ------------------------------------------------------- 12 5.1硬件调试------------------------------------------------------- 12 5.2软件调试------------------------------------------------------- 12 六、设计体会 ------------------------------------------------------------- 13 参考文献 ----------------------------------------------------------------- 14 附录A：基于单片机方波信号发生器的原理图---------------------------------- 15 附录B：基于单片机方波信号发生器的程序清单-------------------------------- 16 附录C：仿真图——————————————————————————————21
实验5.4 波形发生器的设计 1．实验目的 （1）学会用集成运算放大器组成方波与三角波发生器。 （2）掌握方波与三角波发生器电路的调试与测量方法。 2．预备知识 （1）LM324 介绍 LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。 每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中 “+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo ”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图5.4.1。 (2) 方波发生器 基本方波发生器如图5.4.2电路(R 1 = 90k Ω，R 2 = 22k Ω，R 3 = 10k Ω，R 0 = 2.2k Ω，C = 0.01μF 。D 1和D 2采用稳压管，其稳压值为5V ，正向压降为0.7V 。)所示。其中电阻R 2 与R 3 组成正反馈支路；电阻R 1 与电容C 组成的充放电回路是运算放大器的负反馈支路。为了防止放大器输出电流太大而过载，在放大器的输出端串联一个限流电阻R 0。另外为 预习与思考 ① 在方波发生器中,要改变方波的频率,可改变那些元件的值? 方波的频率改变时，方波的幅度会不会改变？ ②在方波、三角波发生器中，若要保持三角波的幅度不变，又要改变三角波的频率，应改变电路中那一个元件的值？ 图 5.4.1 LM324的引脚排列 图 5.4.1 LM324的引脚排列 图 5.4.2基本方波发生器
方波三角波正弦波锯齿波 发生器 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.
电子工程设 计报告
目录
方波—三角波—正弦波函数信号发生器 摘要 波形函数信号发生器广泛地应用于各场所。函数信号发生器应用范围：通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域，而我设计的正是多种波形发生器。设计了多种波形发生器，该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端，即可组成矩形波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波，三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。其优点是制作成本低，电路简单，使用方便，频率和幅值可调，具有实际的应用价值。 函数（波形）信号发生器。能产生某些特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫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 而因此电子专业的学生，对函数信号发生器的设计，仿真，制作已成为最基本的一种技能，也是一个很好的锻炼机会，是一种综合能力的锻炼，它涉及基本的电路原理知识，仿真软件的使用，以及电路的搭建，既考验基础知识的掌握，又锻练动手能力。 关键词：振荡电路；电压比较器；积分电路；低通滤波电路 设计要求 1．设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器。 2．输出波形：方波、三角波、正弦波；锯齿波 3．频率范围：在－20KHz范围内且连续可调； 1．前言 在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中，它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，
方波-三角波-正弦波-锯齿波发生器． 电子工程设计报告 1
目录 设计要求 1．前 言 ............................ ............................... .. (1) ........................................ 2 .2方波、三角波、正弦波发生器方案 .............................. ...................... 2原理框图 2.13．各组成部分的工作原 理 ............................ . (3) ..................... ................ 3方波发生电路的工作原理3.1 ............................. 4.三角波转换电路的工作原理3.2方波-- ............................ 6正弦波转换电路的工作原理 3.3三角波-- .......................... ... 7.方波—锯齿波转换电路的工作原理 3.4 ........................... ......................... 8 总电路图3.5 1
方波—三角波—正弦波函数信号发生器 摘要 波形函数信号发生器广泛地应用于各场所。函数信号发生器应用范围：通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域，而我设计的正是多种波形发生器。设计了多种波形发生器，该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端，即可组成矩形波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波，三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。其优点是制作成本低，电路简单，使用方便，频率和幅值可调，具有实际的应用价值。 函数（波形）信号发生器。能产生某些特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫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 而因此电子专业的学生，对函数信号发生器的设计，仿真，制作已成为最基本的一种技能，也是一个很好的锻炼机会，是一种综合能力的锻炼，它涉及基本的电路原理知识，仿真软件的使用，以及电路的搭建，既考验基础知识的掌握，又锻练动手能力。 关键词：振荡电路；电压比较器；积分电路；低通滤波电路 设计要求 1．设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器。 2．输出波形：方波、三角波、正弦波；锯齿波 3．频率范围：在0.02－20KHz范围内且连续可调； 1．前言 在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。信号源主要给被测电路提供 所需要的已知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号 源在各种实验应用和实 1 验测试处理中，它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量或各种实际需要。 波形发生器就是信号源的一种，能够给被测电路提供所需要的波形。传统的波形发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，不能根据实际需要灵活扩展。随着微电子技术的发展，运用单片机技术，通