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三角波产生及三角波—正弦波转换电路及音频功率放大电路

三角波产生及三角波—正弦波转换电路及音频功率放大电路
三角波产生及三角波—正弦波转换电路及音频功率放大电路

组号:31号

一、问题重述

题目A:运算放大器的应用

1、任务

基础部分:

1、利用运算放大器,设计制作一个三角波发生电路。

2、将上述三角波经波形转换电路后输出正弦波。

扩展部分:

3、利用集成运算放大器,制作一个功率放大电路,驱动扩音器发声,输入信号为上述正弦

波。

4、使用三极管自搭运算放大器实现3中功能。

2、要求

1、三角波和正弦波频率为6kHz,峰峰值分别为2V和4V,波形无明显失真,测试点分别为U o1和U o2。

2、正弦波经功率放大后驱动额定功率0.5W,阻抗8Ω的扩音器,测试扩音器输入端U o3,波形无明显失真。

二、设计案概述

由于本次题目的模块性非常强,所以本组采用模块化制作法,对每一个小题分别进行仿真与实际焊接,各自设计单独模块,在每一个模块正常工作的情况下对电路进行整合调试。本组作品共设计制作了四个模块,如下所示:

1.三角波发生电路

2.三角波—正弦波转换电路

3.集成功率放大电路

4.三极管功率放大电路

实物焊接图如下:

图1 实物焊接图

三、单元模块详解

1、三角波发生电路

图2 三角波发生电路图

图2为三角波发生电路图,核心元件为一个LM324集成运算放大器。本电路可分为三部分,每部分又以LM324的一块电路为核心搭建而成。

第一部分为波产生电路,利用施密特触发器,再增加少量电阻、电容原件,由于波或矩形波的频率成分非常丰富,含有大量的谐波,该波发生器常称为多谐振荡器。

第二部分为积分电路,由第一部分产生的波经积分电路做积分运算即可得到三角波。

第三部分为负反馈电压放大器,由于题目要求三角波频率为6kHz,峰峰值为2V,第二部分输出的三角波频率满足条件,但峰峰值过小只有几百毫伏,因此额外增加了电压放大器。

图3 三角波仿真效果图

图4 三角波实际效果图

2、三角波—正弦波转换电路

图5 三角波—正弦波转换电路

图5为三角波—正弦波转换电路,由差分放大器和电压跟随器器组成,核心元件为LM324运算放大器。

第一部分为差分放大器,差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器,可以有效的抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。

第二部分为电压跟随器。电压跟随器输出电压近似输入电压,并具有输入阻抗高和输出阻抗低的特点,因而对前后级电路起到“隔离”作用,减少后级负载对前级波形的影响。

图6 正弦波仿真效果图

图7 正弦波实际效果图3、集成功率放大电路

三角波正弦波转换电路..

目录 1.设计要求 (2) 2.设计方案与论证 (2) 3.设计原理 (4) 3.1硬件分析 (4) 3.1.1总体电路图 (4) 3.1.2三角波产生电路 (4) 3.1.3 门限电压的估算 (5) 3.1.4矩形波产生电路 (6) 3.1.5工作原理 (6) 3.1.6三角波整流电路 (7) 3.1.7调幅电路 (8) 3.1.8偏置电路 (10) 3.2 multisim软件简介 (11) 4.元器件清单 (12) 5.元器件识别与检测 (13) 6.硬件制作与调试 (13) 7.设计心得 (14) 8.参考文献 (14)

1.设计要求 在研制、生产、使用、测试和维修各种电子元器件、部件以及整机设备时,都需要有信号源,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、设备上,用其他测量仪器观察、测量被测者的输出响应,以分析和确定它们的性能参数。 而波形发生器是它们中一种更为常用的信号源,广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。本次课程设计应用所学电路设计构成可产生三角波形,并在此基础上应用二极管整流网络对所产生的三角波整流为正弦波,再对正弦波进行进一步的处理。 使用模拟或者数字的方法设计一个频率可调的三角波发生器,并利用二极管网络将三角波整成正弦波。对正弦波作进一步处理: 1) 使正弦波峰峰值可变 2) 使正弦波可叠加直流偏置 3) 频率调节范围50Hz~100KHz 分析原理,设计电路,正确选择参数,在实现电路仿真的基础上搭建和调试硬件电路。 2.设计方案与论证 本次课程设计应用多谐振荡电路产生方波,再应用积分电路对所产生的方波进行一次积分产生三角波,用二极管整形网络对三角波进行整流使之产生不失真的正弦波。对正弦波进一步处理:用反相放大器对产生的波形进行放大,后跟反相加法器对正弦波进行直流偏置。用multisim软件对电路仿真。 总体框图如下:

模拟电子方波—正弦波—三角波转换全解

第1章绪论 1.1简介 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,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。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 (如低频信号函数发生器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8038)。 信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。在测试、研究或调整电子电路及设备时,为测定电路的一些电参量,如测量频率响应、噪声系数,为电压表定度等,都要求提供符合所定技术条件的电信号,以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。当要求进行系统的稳态特性测量时,需使用振幅、频率已知的正弦信号源。当测试系统的瞬态特性时,又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。并且要求信号源输出信号的参数,如频率、波形、输出电压或功率等,能在一定围进行精确调整,有很好的稳定性,有输出指示。信号源可以根据输出波形的不同,划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。正弦信号是使用最广泛的测试信号。 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正弦波、方波、三角波的简易发生器。 众所周知,制作函数发生器的电路有很多种。本次设计先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波,这是一种频率可调的移相式正弦波发生器电路,其频率稳定一般为实验所

正弦波与方波的相互转换

物理与电子工程学院 课题设计报告 课题名称:正弦函数发生器设计 组别:20组 组长:2011级杨会 组员:2011级胡原彬 组员:2011级廖秋伟 2013年7月10日 目录 一.设计要求 (3) 二.总体设计 (3) 三.设计方案 (4) ㈠用运算放大器产生1000HZ的正弦信号 (4) ㈡将正弦波转换为方波 (4) ㈢将方波转换为正弦波 (4) ㈣还原波形 (4) 四.设计步骤及参数的确定 (4)

㈠用运算放大器产生1000HZ的正弦信号 (4) ㈡正弦波转换为方波 (5) ㈢方波转换为正弦波 (5) ㈣还原波形 (5) ㈤整体电路原理图 (5) 五.实验仿真结果 (5) ㈠正弦波产生且换为方波再换为正弦波的波形 (5) ㈡用放大器放大振幅还原后的波形 (6) 六.电路板的制作 (6) ㈠画图 (6) ㈡元器件清单 (6) ㈢实物焊接 (7) 七.电路的调试 (7) ㈠电路连接 (7) ㈡波形测量 (8) ㈢数据的记录 (8)

八.总结 (9) ㈠设计过程中遇到的问题 (9) ㈡心得体会 (10) 正弦函数发生器 一.设计要求 1.用运算放大器产生一个1000HZ的正弦波信号。 2.将此正弦波转换为方波。 3.再将此方波转换为正弦波。 4.限用一片LM324和电阻、电容。 二.总体设计 总体设计大体上可分为四个模块: 1. 用振荡电路产生1000HZ的正弦波信号; 2. 用一个过零比较器把正弦波变为方波; 3. 用RC滤波电路从方波中滤出正弦波; 4. 检测波形用放大器还原振幅。

三.设计方案 ㈠用运算放大器产生1000HZ 的正弦信号 用RC 和一个运放组成文氏电桥振荡电路,调节RC 选频电路来产生1000HZ 的正弦波。 ㈡ 将正弦波转换为方波 用一个运放接成过零比较器就可以把正弦波转换为方波。但会存在少许误差。 ㈢将方波转换为正弦波 用电阻和电容组成RC 滤波电路,选择合适的数据参数就能实现把方波变为正弦波。 ㈣还原波形 用一个同相放大器把波形的幅度放大还原。 四.设计步骤及参数的确定 ㈠用运算放大器产生1000HZ 的正弦信号 用电阻、电容、二极管和一个运放组成文氏电桥振荡电路,电路图如下。

基于LM324的方波、三角波、正弦波发生器(含原理图)..

课程设计(论文)说明书 题目:方波、三角波、正弦波发生器院(系): 专业: 学生姓名: 学号: 指导教师: 职称: 2012年12 月 5 日

摘要 本文通过介绍一种电路的连接,实现函数发生器的基本功能。将其接入电源,并通过在显示器上观察波形及数据,得到结果。 电压比较器实现方波的输出,又连接积分器得到三角波,并通过差分放大器电路得到正弦波,得到想要的信号。 NI Multisim 软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真,能过快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim ,你可以立即创建具有完整组件库的电路图,并利用0工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。本设计就是利用Multisim软件进行电路图的绘制并进行仿真。 关键词:电源、波形、比较器、积分器、Multisim Abstract This paper introduces a circuit connection, to achieve the basic functions of function generator. Their access to power, and through the display of waveform and data, and get the result. A voltage comparator to achieve a square wave output, in turn connected integrator triangle wave, and through the triangle wave - sine wave conversion circuit to see the sine wave, the desired signal. NI Multisim software combines intuitive capture and powerful simulation, an quickly, easily, efficiently for circuit design and verification. With NI Multisim, you can immediately create a complete component library circuitdiagram, and the use of 0 industry standard SPICE simulator to mimic circuit behavior. This design is the use of Multisim software in circuit diagram and carry out simulation Key words: power, waveform, comparator, an integrator, a converter circuit, Multisim

设计制作一个产生正弦波—方波—三角波函数转换器

模拟电路课程设计报告设计课题:设计制作一个产生正弦波—方波—三角波函数 转换器 专业班级:电信本 学生姓名: 学号:46 指导教师: 设计时间: 01/05 设计制作一个产生正弦波-方波-锯齿波函数转换器 一、设计任务与要求 1、?输出波形频率范围为~20kHz且连续可调; 2、?正弦波幅值为±2V; 3、?方波幅值为2V; 4、?三角波峰-峰值为2V,占空比可调; 5、?分别用三个发光二极管显示三种波形输出;?? 6、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源(±12V)。 二、方案设计与论证

设计要求产生三种不同的波形分别为正弦波、方波、三角波。正弦波可以通过RC 桥式正弦波振荡电路产生。正弦波通过滞回比较器可以转换成方波,方波通过一个积分电路可以转换成三角波,只要调节三角波的占空比就可以得到锯齿波。各个芯片的电源可用直流电源提供。 方案一 1、直流电源部分 电路图如图1所示 图1 直流电源 2、波形产生部分 方案一: LC 正弦波振荡电路与RC 桥式正弦波振荡电路的组成原则在本质上是相似的,只是选 频网络采用LC 电路。在LC 振荡电路中,当f=f 0时,放大电路的放大倍数数值最大,而其 余频率的信号均被衰减到零;引入正反馈后,使反馈电压作为放大电路的输入电压,以维持输出电压,从而形成正弦波振荡。 方案二 1、 直流电源部分同上 2、电路图如图2所示 正、反积分时间 常数可调的积分 电路 滞回比较器 LC 正弦波振荡 电路

图2 正弦波—方波—三角波函数转换电路 方案论证 LC正弦波振荡电路特别是方案一所采取的电感反馈式振荡电路中N1与N2之间耦合紧密,振幅大;当C采用可变电容时,可以获得调节范围较宽的振荡频率,最高频率可达几十兆赫兹。由于反馈电压取自电感,对高频信号具有较大的电抗,输出电压波形中常含有高次谐波。因此,电感反馈式振荡电路常用在对波形要求不高的设备之中,如高频加热器、接受机的本机振荡电路等。另外由于LC正弦波振荡电路的振荡频率较高,所以放大电路多采用分立元件电路,必要时还应采用共基电路。因此对于器材的选择及焊接的要求提高了。 相反,RC正弦波振荡电路的振荡频率较低,一般在1MHz以下,它是以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络,以电压串联负反馈放大电路为放大环节,具有振荡频率稳定,带负载能力强,输出电压失真小等优点,因此获得相当广泛的应用。另外对于器材的要求也不高,都是写常见的的集成块、电容、电位器等。在布局方面,简单,清晰! 综合对比两种方案,我选择第二种方案。 三、单元电路设计与参数计算 1、直流电源 (1)、整流电路 设变压器副边电压U2=wt U sin 2 2, U 2 为其有效值。 则:输出电压的平均值

方波转正弦波

很多微控制器(MCU)或PIC都有用于产生正弦波但是效果却不甚理想的数模转换器(DAC)输出。一般来说它们的分辨率都比较低(8到10比特),总谐波失真率(THD)在1%内。或者,MCU或PIC使用一个带方波输出的五阶或七阶开关电容滤波器,并连接到MCU的两个I/O引脚上。一个输出被用作滤波器输入,另一个输出被用作滤波器时钟。此外,这两个输出必须是方波,并以100:1的比率跟随。 因为MCU不仅要产生一个正弦波,它还进行更多处理,所以将两个定时器或一个定时器绑定至固件通常需要很多系统开销。因此系统设计工程师不得不使用更快或更加昂贵的MCU。 这里有一个更好的办法,即利用RDD104可选的4各十进制CMOS除法器和一个MSFS5 开关电容滤波器来构建一个双芯片、失真率为0.2%的正弦波源。RDD104有两个引脚,可以从四个除法器divide-by-10、divide-by-100、divide-by-1000和divide-by-10k中选择一个。在引脚5连接外部时钟或带一个晶振,该器件就可使用。最大频率在5V直流电压下为1.5 MHz。 文中给出了方波-正弦波转换示意图。RDD104的引脚5和引脚6连接一个晶振以及一个10MΩ的电阻。引脚5还接有一个100pF的电容(C5)。MSFS5的输入电容,以及RDD104引脚6与MSF S5引脚4之间的连接具有与晶振引脚2相等的电容。由于DIV_SEL_1电平低,DIV_SEL_2电平高,所以选择100:1除法器。 MSFS5 是一个引脚可选的、七阶、低通/6端带通开关电容滤波器。这个具有8个引脚的IC可以用在Butterworth、Bessel或椭圆低通滤波器上,还可用于倍频程、1/3和1/6倍频程带通滤波器上。RDD104的Clock_Out交流耦合到MSFS5的时钟输入。设置MSFS5为1/6倍频程带通操作以实现在基频无衰减情况下方波谐波的最大衰减。可通过将FSEL和TYPE连接到VDD获得带通和1/6倍频程配置。设置滤波器为单电源运行,VDD为5V,VSS为0,GND通过2个电阻(R4和R5)连接到中间电源。用一个0.1μF的电容作为输入去耦。RDD104的输出通过两个10kΩ的电阻衰减,并交流耦合到MSFS5的滤波器输入端。有了这样的配置,我们就可以得到一个10kHz、1Vrms的正弦波输出。在5V直流下的总电流消耗少于2mA,这使该解决方案很适用于便携式应用,在400 Hz~30 0k Hz带宽之间,THD等于0.2%(在AP Portable One Plus Access测试条件下测试)。

三角波方波正弦波发生电路

波形发生电路 要求:设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波和正弦波的波形发生器。 指标:输出频率分别为:102H Z 、103H Z 和104Hz;方波的输出电压峰峰值V PP ≥20V (1)方案的提出 方案一: 1、由文氏桥振荡产生一个正弦波信号。 2、把文氏桥产生的正弦波通过一个过零比较器 从而把正弦波转换成方波。 3、把方波信号通过一个积分器。转换成三角波。 方案二: 1、由滞回比较器和积分器构成方波三角波产生电路。 2、然后通过低通滤波把三角波转换成正弦波信号。方案三: 1、由比较器和积分器构成方波三角波产生电路。 2、用折线法把三角波转换成正弦波。 (2)方案的比较与确定

方案一: 文氏桥的振荡原理:正反馈RC网络与反馈支路构成桥式反馈电路。当R1=R2、C1=C2。 即f=f 时,F=1/3、Au=3。然而,起振条件为Au略大于3。实际操作时,如果要满足振荡条件R4/R3=2时,起振很慢。如果R4/R3大于2时,正弦波信号顶部失真。调试困难。RC串、并联选频电路的幅频特性不对称,且选择性较差。因此放弃方案一。 方案二: 把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环系统,就构成三角波发生器和方波发生器。比较器输出的方波经积分可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波和方波发生器。 通过低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固定频率或频率变化范围很小 的情况下使用。然而,指标要求输出频率分别为102H Z 、103H Z 和104Hz 。因此不满足使用低 通滤波的条件。放弃方案二。 方案三: 方波、三角波发生器原理如同方案二。 比较三角波和正弦波的波形可以发现,在正弦波从零逐渐增大到峰值的过程中,与三角波的差别越来越大;即零附近的差别最小,峰值附近差别最大。因此,根据正弦波与三角波的差别,将三角波分成若干段,按不同的比例衰减,就可以得到近似与正弦波的折线化波形。而且折线法不受频率范围的限制。 综合以上三种方案的优缺点,最终选择方案三来完成本次课程设计。 (3)工作原理:

正弦波-方波-三角波函数转换器

课程设计名称:电子课程设计 课程设计题目:设计制作一个产生正弦波-方波-三角波函数转换器学院名称:信息工程学院 专业:班级: 学号:: 评分:教师:

20 13 -20 14 学年第 1 学期第 1 周- 3 周 注:1、此表一组一表二份,课程设计小组组长一份;任课教师授课时自带一份备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。 摘要 在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域,经常需要用到各种各样的信号波形发生器。用三角波,方波发生电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比,其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标,都有了很大的提高。因此,本设计意在用LM324放大器设计一个产生正弦波-方波-三角波的函数转换器。为了使这三种波形实现转换,正弦波可以通过RC振荡电路

产生。正弦波通过滞回比较器可以转换成方波,方波通过一个积分电路可以转换成三角波,三角波的占空比只要求可调即可。从而实现转换器的设计。 关键字:放大器、波形转换、同相滞回比较、电路积分电路、滤波电路 目录 前言 (1) 第一章设计要求 (2) 1.1 设计容及要求 (2) 第二章系统组成及原理 (3)

2.1 方案一 (3) 2.2 方案二 (3) 第三章单元电路设计与计算 (5) 3.1 单元电路设计 (5) 3.1.1 正弦波发生器实验原理 (5) 3.1.2 正弦波—方波转换器实验原理 (6) 3.1.3 方波—三角波转换器实验原理 (8) 3.1.4 直流电源电路原理 (9) 3.2 三角波正弦波转换电路 (11) 3.2.1 直流电源的参数设计 (11) 3.2.2 RC正弦波振荡电路的参数设计 (11) 3.2.3 方波电路的参数设计 (11) 3.2.4 三角波电路的参数设计 (11) 第四章安装与调试 (12) 第五章性能测试及分析 (13) 第六章结论与心得 (14) 6.1 实验结论 (14) 6.2 心得体会 (14) 参考文献 (15) 附录 (16) 1 总原理图 (16) 2 芯片管脚图 (17)

模电课程设计三角波正弦波变换设计

目录 1 ?设计要求 (2) 2 .总体方案 (2) 3 ?设计原理 (3) 3.1总体电路图 (3) 3.1.1硬件电路分析 (3) 3.1.2差分式放大电路 (4) 3.1.3镜像恒流源电路 (4) 3.2设计所用软件简介 (5) 4 ?原理分析与计算 (5) 5 ?电路的仿真分析及结果 (6) 6 ?实物连接与调试结果 (8) 7 ?此次设计过程中所遇到的问题及解决措施 (11) 8 ?设计的心得体会 (12) 9 .参考文献 (12)

在研制、生产、使用、测试和维修各种电子元器件、部件以及整机设备时,都需要有信号源, 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、设备上,用其他测量仪器观察、 测量被测者的输出响应,以分析和确定它们的性能参数。而波形发生器是它们中一种更为常用的信 号源,广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。本次课程设计应用所学电路设计 构成可由生三角波变换为正弦波。可根据需要对该正弦波进行利用或者是进一步处理。 在本设计方案中,三角波一一正弦波的变换电路主要由差分式放大器来完成。 差分式放大电路 的工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力强,可以有效的抑制零点漂移。禾U 用差分放大器可将低频 的三角波 转换成正弦波。波形变换是利用差分放大电路的非线性特性。 2.总体方案 三角波一正弦波变换设计有以下两种种方案: 1)由三角波的傅里叶级数可知,它含有基波和 3、5次等基次谐波,因此可以通过低通滤波器除去 基波,滤出高次谐波,可将三角波转换为正弦波。 图2 — 1 2)三角波一一正弦波变换电路课采用非线性有源电路形成法即利用差分式放大电路来实现。 图2 — 2 输入电压和输出电压波形如图 2—3所示: 上述方案的优缺点: 优点:对于方案一所需元器件少,节约了成本,更重要的是利于焊接和调试;对于方案二可适 用于不同频率条件,正好弥补了方案一的缺点。 缺点:方案一只适合固定频率或者频率变化很小的场合;方案二中所需元件较多,焊接与调试 有一定难度。 此次设计我采用方案二,利用 BJT 射极耦合差分放大电路 ⑴的单端输入和单端输出和 BJT 镜像 [2] 电流源来实现。 三角波 低通滤波电路 正弦波 三角波 ---------------- > 差分放大电路 ---------------- > 正弦波

方波正弦波三角波转换器

方波正弦波三角波转换器 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

毕业论文综合实践报告 第一章、系统的组成及工作原理 系统组成 本设计的方波—三角波转换电路由同相滞回比较电路和积分电路两部分组成。 图1—1 方波三角波发生电路 三角波正弦波转换电路由滤波电路完成。 题目 设计制作一个产生方波-三角波-正弦波函数转换器 内容及要求 1 输出波形频率范围为~20kHz 且连续可调; 2 正弦波幅值为±2V ; 3 方波幅值为2V ; 4 三角波峰-峰值为2V ,占空比可调; 5 设计电路所需的直流电源可用实验室电源。 摘要 波形发生器已经越来越广泛的运用到我门的日常生活、航空航天、医疗技术地理气象检测等等科学领域。随着科技的进步和社会的发展,单一的波形发生器已经不能满足人们的要求。为了能够更好的掌握在书本所学到的相关知识,以备以后在工作中运用所需,们今天设计的正是多种波形发生器。

图1—2 正弦波发生电路 工作原理 本文所设计的电路是通过集成运算放大器长生不同的波形,先通过同相滞回比较电路产生方波,然后方波通过积分电路转换成三角波,最后由滤波电路将三角波转换成正弦波,从而完成波形的转换。 角波发生电路是通过R 1调节方波的幅值,R 2、R 3调节方波的频率,R 4调节三角波 的峰峰值R 5调节三角波的占空比。 三角波输入滤波电路后通过滤波作用将三角波转换成正弦波,输出正弦波的幅值由R 6、R 7、R 8调节. 第二章、电路方案设计 方案一: 方案一电路由方波—三角波转换电路和三角波—正弦波转换电路组成。 、方波—三角波转换电路如图所示。 该电路由同相滞回比较电路和积分电路组成。滞回比较器输出电压U 01在t 0时刻由-Uz 跃变为+Uz(为第一暂态),此时积分电路进行反向积分,输出电压u 0呈线性下降,当u 0下降到滞回比较器的阈值电压-U T 时即t 1时刻,滞回比较器的输出的电压U 01从+Uz 跃变到-Uz (为第二暂态)。此后,积分电路进行正向积分,u 0 呈线性上升,

设计制作一个产生正弦波方波三角波函数转换器

设计制作一个产生正弦波方波三角波函数转换 器 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】

模拟电路课程设计报告设计课题:设计制作一个产生正弦波—方波—三角波 函数转换器 专业班级:电信本 学生姓名: 学号:46 指导教师: 设计时间: 01/05 设计制作一个产生正弦波-方波-锯齿波函数转换器 一、设计任务与要求 1、输出波形频率范围为~20kHz且连续可调; 2、正弦波幅值为±2V; 3、方波幅值为2V; 4、三角波峰-峰值为2V,占空比可调; 5、分别用三个发光二极管显示三种波形输出; 6、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源(±12V)。 二、方案设计与论证

设计要求产生三种不同的波形分别为正弦波、方波、三角波。正弦波可以通过RC 桥式正弦波振荡电路产生。正弦波通过滞回比较器可以转换成方波,方波通过一个积分电路可以转换成三角波,只要调节三角波的占空比就可以得到锯齿波。各个芯片的电源可用直流电源提供。 方案一 1、直流电源部分 电路图如图1所示 图1 直流电源 2、波形产生部分 方案一: LC 正弦波振荡电路与RC 桥式正弦波振荡电路的组成原则在本质上是相似的,只是选频网络采用LC 电路。在LC 振荡电路中,当f=f 0时,放大电路的放大倍数数值最大,而其余频率的信号均被衰减到零;引入正反馈后,使反馈电压作为放大电路的输入电压,以维持输出电压,从而形成正弦波振荡。 方案二 1、 直流电源部分同上 2、电路图如图2所示 图2 正弦波—方波—三角波函数转换电路 方案论证 LC 正弦波振荡电路特别是方案一所采取的电感反馈式振荡电路中N1与N2之间耦合紧密,振幅大;当C 采用可变电容时,可以获得调节范围较宽的振荡频率,最高频率可达几十兆赫兹。由于反馈电压取自电感,对高频信号具有较 正、反积分时间 常数可调的积分电路 滞回比较器 LC 正弦波振荡电路

正弦波与方波的相互转换

正弦波与方波的相互转 换 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

物理与电子工程学院 课题设计报告 课题名称:正弦函数发生器设计 组别:20组 组长:2011级杨会 组员:2011级胡原彬 组员:2011级廖秋伟 2013年7月10日 目录

正弦函数发生器一.设计要求 1.用运算放大器产生一个1000HZ的正弦波信号。 2.将此正弦波转换为方波。 3.再将此方波转换为正弦波。 4.限用一片LM324和电阻、电容。 二.总体设计 总体设计大体上可分为四个模块: 1. 用振荡电路产生1000HZ的正弦波信号; 2. 用一个过零比较器把正弦波变为方波; 3. 用RC滤波电路从方波中滤出正弦波; 4. 检测波形用放大器还原振幅。

三.设计方案 ㈠用运算放大器产生1000HZ 的正弦信号 用RC 和一个运放组成文氏电桥振荡电路,调节RC 选频电路来产生1000HZ 的正弦 波。 ㈡ 将正弦波转换为方波 用一个运放接成过零比较器就可以把正弦波转换为方波。但会存在少许误差。 ㈢将方波转换为正弦波 用电阻和电容组成RC 滤波电路,选择合适的数据参数就能实现把方波变为正弦波。 ㈣还原波形 用一个同相放大器把波形的幅度放大还原。

四.设计步骤及参数的确定 ㈠用运算放大器产生1000HZ的正弦信号 用电阻、电容、二极管和一个运放组成文氏电桥振荡电路,电路图如下。 参数选择中最重要的是R6和C2的值选择,因为它们是选频电路。f=1/2ΠRC 。 f=1000HZ,所以可以确定RC的值。 ㈡正弦波转换为方波 用一个运放接成过零比较器如下图,通向端接信号输入,反向端接地。只要输入信号电压大于或小于零,信号就发生跳变,可以把正弦波转换为方波。 ㈢方波转换为正弦波 用电阻和电容接成RC滤波电路。在R2和C3过后的节点处波形是三角波,最后输出是正弦波。 ㈣还原波形 1.在RC滤波电路输出的正弦波,幅度变小了约9倍的样子,用一个同向放大器放大它的幅度。 2.因为同向放大器的放大倍数为:A=1+R12/R11 。所以确定R11=8k欧姆,R12=1k欧姆。

三角波产生及三角波—正弦波转换电路及音频功率放大电路

组号:31号

一、问题重述 题目A:运算放大器的应用 1、任务 基础部分: 1、利用运算放大器,设计制作一个三角波发生电路。 2、将上述三角波经波形转换电路后输出正弦波。 扩展部分: 3、利用集成运算放大器,制作一个功率放大电路,驱动扩音器发声,输入信号为上述正弦 波。 4、使用三极管自搭运算放大器实现3中功能。 2、要求 1、三角波和正弦波频率为6kHz,峰峰值分别为2V和4V,波形无明显失真,测试点分别为U o1和U o2。 2、正弦波经功率放大后驱动额定功率0.5W,阻抗8Ω的扩音器,测试扩音器输入端U o3,波形无明显失真。

二、设计案概述 由于本次题目的模块性非常强,所以本组采用模块化制作法,对每一个小题分别进行仿真与实际焊接,各自设计单独模块,在每一个模块正常工作的情况下对电路进行整合调试。本组作品共设计制作了四个模块,如下所示: 1.三角波发生电路 2.三角波—正弦波转换电路 3.集成功率放大电路 4.三极管功率放大电路 实物焊接图如下:

图1 实物焊接图

三、单元模块详解 1、三角波发生电路 图2 三角波发生电路图 图2为三角波发生电路图,核心元件为一个LM324集成运算放大器。本电路可分为三部分,每部分又以LM324的一块电路为核心搭建而成。 第一部分为波产生电路,利用施密特触发器,再增加少量电阻、电容原件,由于波或矩形波的频率成分非常丰富,含有大量的谐波,该波发生器常称为多谐振荡器。 第二部分为积分电路,由第一部分产生的波经积分电路做积分运算即可得到三角波。 第三部分为负反馈电压放大器,由于题目要求三角波频率为6kHz,峰峰值为2V,第二部分输出的三角波频率满足条件,但峰峰值过小只有几百毫伏,因此额外增加了电压放大器。

方波正弦波三角波转换器

毕业论文综合实践报告 第一章、系统的组成及工作原理 1.1系统组成 本设计的方波—三角波转换电路由同相滞回比较电路和积分电路两部分组成。 图1—1 方波三角波发生电路 三角波正弦波转换电路由滤波电路完成。 题目 设计制作一个产生方波-三角波-正弦波函数转换器 内容及要求 1 输出波形频率范围为0.02Hz~20kHz 且连续可调; 2 正弦波幅值为±2V ; 3 方波幅值为2V ; 4 三角波峰-峰值为2V ,占空比可调; 5 设计电路所需的直流电源可用实验室电源。 摘要 波形发生器已经越来越广泛的运用到我门的日常生活、航空航天、医疗技术地理气象检测等等科学领域。随着科技的进步和社会的发展,单一的波形发生器已经不能满足人们的要求。为了能够更好的掌握在书本所学到的相关知识,以备以后在工作中运用所需,们今天设计的正是多种波形发生器。 同相滞回比较电路 积分电路 三角波

图1—2 正弦波发生电路 1.2工作原理 本文所设计的电路是通过集成运算放大器长生不同的波形,先通过同相滞回比较电路产生方波,然后方波通过积分电路转换成三角波,最后由滤波电路将三角波转换成正弦波,从而完成波形的转换。 角波发生电路是通过R 1调节方波的幅值,R 2、R 3调节方波的频率,R 4调节三角波 的峰峰值R 5调节三角波的占空比。 三角波输入滤波电路后通过滤波作用将三角波转换成正弦波,输出正弦波的幅值由R 6、R 7、R 8调节. 第二章、电路方案设计 方案一: 方案一电路由方波—三角波转换电路和三角波—正弦波转换电路组成。 2.1、方波—三角波转换电路如图 3.1所示。 该电路由同相滞回比较电路和积分电路组成。滞回比较器输出电压U 01在t 0时刻由-Uz 跃变为+Uz(为第一暂态),此时积分电路进行反向积分,输出电压u 0呈线性下降,当u 0下降到滞回比较器的阈值电压-U T 时即t 1时刻,滞回比较器的输出的电压U 01从+Uz 跃变到-Uz (为第二暂态)。此后,积分电路进行正向积分,u 0呈线性上升,当u 0上升到滞回比较器的阈值电压+U T 时即t 2时刻,u 01从-Uz 又跃变回到+Uz ,即返回第一暂态,电路又开始反向积分。如此周而复始,产生振荡。 三角波 滤波电路 正弦波

正弦波-方波-锯齿波函数转换器

课程设计说明书 课程设计名称:模拟电子技术课程设计 课程设计题目:正弦波-方波-锯齿波函数转换器 学院名称:信息工程学院 专业:通信工程班级:090421 学号:09042134 :赵尚虎 评分:教师: 20 11 年 3 月16 日

任务书 题目3:设计制作一个产生正弦波—方波—锯齿波函数转换器。设计任务和要求 ①输出波形频率范围为0.02Hz~20KHz且连续可调; ②正弦波幅值为±2V; ③方波幅值为2 V; ④锯齿波峰-峰值为2V,占空比可调;

摘要 本次课程设计的目的是: 应用电路分析低频等所学的知识设计一个正弦波-方波-锯齿波函数发生器。设计的正弦波-方波-锯齿波函数发生器是由正弦波发生器、过零比较器、积分电路等三大部分组成。正弦波发生器产生正弦波,正弦波经过过零比较器转变为方波,方波经过积分电路产生锯齿波。 关键字:正弦波、方波、锯齿波

目录 第一章设计目的及任务 1.1 课程设计的目的 (5) 1.2 课程设计的任务与要求 (5) 1.3 课程设计的技术指标 (5) 第二章系统设计方案选择…………………………………………… 2.1 方案提出 (6) 2.2 方案论证和选择 (6) 第三章系统组成及工作原理……………………………………………… 3.1 系统组成 (7) 3.2 正弦波发生电路的工作原理 (7) 3.3 正弦波转换方波电路的工作原理 (8) 3.4 方波转换成锯齿波电路的工作原理 (9) 3.5 总电路图 (11) 第四章单元电路设计、参数计算、器件选择…………………… 4.1 正弦波发生电路的设计 (12) 4.2 正弦波转换方波电路的设计 (13) 4.3 方波转换成锯齿波电路的设计 (14) 第五章实验、调试及测试结果与分析…………………………… 5.1电路总体仿真图如下所示 (17) 5.2 调试方法与调试过程 (18) 第六章结论 (21) 参考文献 (23) 附录(元器件清单) (23)

模电课程设计 三角波正弦波变换设计

目录 1.设计要求 (2) 2.总体方案 (2) 3.设计原理 (3) 3.1 总体电路图 (3) 3.1.1 硬件电路分析 (3) 3.1.2 差分式放大电路 (4) 3.1.3 镜像恒流源电路 (4) 3.2 设计所用软件简介 (5) 4.原理分析与计算 (5) 5.电路的仿真分析及结果 (6) 6.实物连接与调试结果 (8) 7.此次设计过程中所遇到的问题及解决措施 (11) 8.设计的心得体会 (12) 9.参考文献 (12)

在研制、生产、使用、测试和维修各种电子元器件、部件以及整机设备时,都需要有信号源,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、设备上,用其他测量仪器观察、测量被测者的输出响应,以分析和确定它们的性能参数。而波形发生器是它们中一种更为常用的信号源,广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。本次课程设计应用所学电路设计构成可由生三角波变换为正弦波。可根据需要对该正弦波进行利用或者是进一步处理。 在本设计方案中,三角波——正弦波的变换电路主要由差分式放大器来完成。差分式放大电路的工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力强,可以有效的抑制零点漂移。利用差分放大器可将低频的三角波转换成正弦波。波形变换是利用差分放大电路的非线性特性。 2.总体方案 三角波—正弦波变换设计有以下两种种方案: 1)由三角波的傅里叶级数可知,它含有基波和3、5次等基次谐波,因此可以通过低通滤波器除去 基波,滤出高次谐波,可将三角波转换为正弦波。 图2—1 2)三角波——正弦波变换电路课采用非线性有源电路形成法即利用差分式放大电路来实现。 图2—2 输入电压和输出电压波形如图2—3所示: 图2—3 上述方案的优缺点: 优点:对于方案一所需元器件少,节约了成本,更重要的是利于焊接和调试;对于方案二可适用于不同频率条件,正好弥补了方案一的缺点。 缺点:方案一只适合固定频率或者频率变化很小的场合;方案二中所需元件较多,焊接与调试有一定难度。 此次设计我采用方案二,利用BJT射极耦合差分放大电路]1[的单端输入和单端输出和BJT镜像电流源]2[来实现。

设计制作正弦波_方波_三角波函数转换器

物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表专业:电子科学与技术班级:07电子本学号:: 2009年7月2日

模拟电路课程设计报告 正弦波-方波-三角波函数转换器的设计 一、设计任务与要求 ①输出波形频率围为0.2KHz~20kHz且连续可调; ②正弦波幅值为±2V; ③方波幅值为2V; ④三角波峰-峰值为2V,占空比可调; ⑤用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的 二、方案设计与论证 波形产生电路通常课采用多种不同电路形式和元器件后的所要求的波形信号输出。波形产生电路的关键部分是振荡器,而设计振荡器电路的关键是选择有源器件,确定振荡器电路的形式以及确定元件参数值等。具体设计可参考一下方案。 方案一、文氏桥式振荡器(RC串-并联正弦波振荡器)产生正弦波输出,其主要特点是采用RC串-并联网络作为选频和反馈网络,其振荡频率f =1/(2∏RC),改变RC的数值,可得到不 同频率的正弦波信号输出。用集成运放构成电压比较器,将正弦波信号变换成方波信号输出。用运放构成积分电路,将方波信号变换成三角波或锯齿波信号输出。该电路的优点是:发生信号的非线性失真小,缺点是:调试过程烦琐,所需元器件多,制作难度大,成本较高.方框图:

方案二、用uA741构成信号发生电路,把正弦波信号转换成方波信号再转变成锯齿波信号,该电路调试过程较简单,容易实现波形的转换,制作简单. 三、单元电路设计与参数计算 直流电源: 直流电源由电源变压器,整流电路,滤波电路,稳压电路四部分构成 稳压电源的组成框图 交流 电源 电路图 1.整流,滤波电路 用四个整流二极管组成单相桥式整流电路,将交流电压U2变成脉动的直流电压,为了减小电压的脉动,再经滤波 电容C 1滤除纹波,输出直流电压Ui ,U I =1.2U 2 为了获得较好的滤波效果,在实际电路中,应选择滤波电容的容量满足R L C=(3~5)T/2的条件。两个二极管分别与LM7812和LM7912反向并联,取到保护电路的作用。同时在后面有两个发光二极管监视电路。 变 压 整 流 滤 波 稳 压 负 载

正弦波与方波的相互转换

正弦波与方波的相互转 换 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

物理与电子工程学院 课题设计报告 课题名称:正弦函数发生器设计 组别:20组 组长:2011级杨会 组员:2011级胡原彬 组员:2011级廖秋伟 2013年7月10日 目录

正弦函数发生器 一.设计要求 1. 用运算放大器产生一个1000HZ 的正弦波信号。 2. 将此正弦波转换为方波。 3. 再将此方波转换为正弦波。 4. 限用一片LM324和电阻、电容。 二.总体设计 总体设计大体上可分为四个模块: 1. 用振荡电路产生1000HZ 的正弦波信号; 2. 用一个过零比较器把正弦波变为方波; 3. 用RC 滤波电路从方波中滤出正弦波; 4. 检测波形用放大器还原振幅。

三.设计方案 ㈠用运算放大器产生1000HZ的正弦信号 用RC和一个运放组成文氏电桥振荡电路,调节RC选频电路来产生1000HZ的正弦波。 ㈡将正弦波转换为方波 用一个运放接成过零比较器就可以把正弦波转换为方波。但会存在少许误差。 ㈢将方波转换为正弦波 用电阻和电容组成RC滤波电路,选择合适的数据参数就能实现把方波变为正弦波。 ㈣还原波形 用一个同相放大器把波形的幅度放大还原。 四.设计步骤及参数的确定 ㈠用运算放大器产生1000HZ的正弦信号 用电阻、电容、二极管和一个运放组成文氏电桥振荡电路,电路图如下。 参数选择中最重要的是R6和C2的值选择,因为它们是选频电路。 f=1/2ΠRC 。f=1000HZ,所以可以确定RC的值。

三角波到正弦波的转化课程设计

波形转化:从三角波到正弦波的转化 前言 在人们认识自然、改造自然地过程中,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、快速的选择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所需参数。可见信号源在各种实验应用和实验测试中,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,以满足测量和各种实际需要。 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。波形发生器多采用模拟电子技术,通过分立元件的组合有效地实现方波、三角波、正弦波的转换。 一.设计目的 1.掌握电子系统的一般设计方法 2.掌握模拟IC器件的应用 3.培养综合应用所学知识来指导实践的能力 4.掌握常用元器件的识别和测试 5.熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方。 二.设计要求

在研制、生产、使用、测试和维修各种电子元器件、部件以及整机设备时,都需要有信号源,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、设备上,用其他测量仪器观察、测量被测者的输出响应,以分析和确定它们的性能参数。 而波形发生器是它们中一种更为常用的信号源,广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。本次课程设计应用所学电路设计构成可产生三角波形,并在此基础上应用二极管整流网络对所产生的三角波整流为正弦波,再对正弦波进行进一步的处理。 使用模拟或者数字的方法设计一个频率可调的三角波发生器,并利用二极管网络将三角波整成正弦波。 三.设计原理 函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件(如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生模块8038)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的三角波—正弦波函数发生器的设计方法。产生正弦波、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。 如图所示:

200KHz方波转正弦波电路

200KHz方波转正弦波电路 2008年07月08日星期二 17:05 200KHz方波转正弦波电路 参数如下: 运放:LM224AJ C=30PF R1=10K R2=3K R3=270K 工作电压: Vi=0~5V方波, V+ = 5V, V- = -5V, Vo= -5V~+5V正弦波 在Multisim 9上仿真调试已完成。 §7—2 串联谐振电路 谐振:对于任意一个由电阻、电容、电感组成的电路,如果在某种条件下, 端口的电压相量与电流相量同相时,电路的等效阻抗的幅角,电路是纯电阻性。这种现象称为谐振。

对于任意一个由电阻、电感和电容组成的电路,设该电路输入端口的等效阻 抗为 等效导纳为 当等效阻抗的辐角( 即,) 时,电路呈 电感性;当等效组抗的辐角( 即,) 时,电路呈电容性。如果在某种条件下,电路的等效阻抗的辐角( 即 ,) ,则电路成电阻性,这种现象称为谐振。谐振现象被广泛地应用于无线电工程和其它电子技术领域中。以实现有选择地传送信号的目的。为了利用谐振现象而以电感线圈和电容器等部件组成的电路.叫做谐振电路。本节将研究串联谐振电路和并联谐振电路的模型。 串联谐振电路 图 7—2—l 表示一个在正弦电压源激励下的串连谐振电路,激励源的角频率为电路的等效阻抗为

图 7-2-1 串联谐振电路 等效阻抗的实部为一常数,其值等于电阻 R ,即 ( 7-2-1 ) 等效阻抗的虚部,即电路的等效电抗 ( 7-2-2 ) 是角频率的函数,它随变化的规律,即电抗的频率特性.如图 7—2—2 所示。

图 7-2-2电抗的频率特性 当时,,电路呈电容性。 当时,,电路呈电感性。 而在这个频率下(即时) ( 7-2-3 ) 等效阻抗的虚部为零,电路呈电阻性。这种状态叫做串联谐振。感抗等于容抗,就是发生串联谐振的条件。 使电路发生串联谐振的角频率叫做串联谐振角频率,根据式 (7—2—3)

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