正弦波、方波、锯齿波转换器的设计要点

钦州学院

模拟电子技术课程设计报告

正弦波——方波——锯齿波函数转换器

院系物理与材料科学学院

专业

学生班级

姓名

指导教师单位物理与材料科学学院

指导教师姓名

指导教师职称副教授

2013年4月

正弦波——方波——锯齿波函数转换器

自动化（过程控制）专业 2010级3班某某某

指导教师某某某

摘要：正弦波和非正弦波发生电路常作为信号源被广泛地应用于无线电通信以及自动测量和自动控制等系统中。通常把既能产生正弦波又能产生三角波、方波、锯齿波等非正弦输出信号的电路叫作函数信号发生器。

本设计中依靠自激振荡产生正弦波，再通过过零比较器生成方波，振荡器将方波积分产生三角波，三角波通过改变正反象积分速度可生成锯齿波。完成后该电路能实现正弦波、方波和锯齿波的转换，且它们的幅值、频率可调，且锯齿波的占空比可调。

关键词：正弦波，方波，锯齿波，RC振荡，积分电路

设计目的:

⑴进一步掌握模电电子技术课程所学的理论知识。

⑵熟悉几种常用集成放大器LM324N芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。

⑶掌握Multisim仿真软件的使用。

设计技术指标与要求:

（1）基本功能

依靠RC振荡电路产生正弦波，再通过过零比较器生成方波，振荡器将方波积分产生三角波，三角波通过改变正反象积分速度可生成锯齿波。进而实现正弦波、方波和锯齿波的转换。

（2）基本要求

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锯齿波峰-峰值为2V，占空比可调。

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：

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 ：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)

方波-三角波-正弦波-锯齿波发生器

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

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)。

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。

方波三角波正弦波锯齿波发生器

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，

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

锯齿波型发生电路

·1 设计目的 ·2 设计任务 ·3 锯齿波型发生电路的组成和工作原理 ·锯齿波型发生电路的构成 ·原理分析 ·基本逻辑功能框图 ·4 锯齿波形发生电路的电路设计 ·同向输入滞回比较器电路的设计 ·积分运算电路的设计 ·5 锯齿波形发生电路的电路仿真及结果分析 ·6 收获、体会和建议 ·参考文献 ·附录元件清单 1、设计目的 加强学生对电子技术专业知识的理解和掌握，训练并提高其在理论计算、电路设计、资料文献查

阅、运用相关标准与规范、电路仿真等方面的能力；为毕业设计（论文）奠定良好的基础。 2、设计任务 观测波形、读取参数 3、锯齿波型发生电路的组成和工作原理 、锯齿波型发生电路的构成 电路设计采用矩形波转变成三角波的波形转换的方法得到三角波，在其中加一个占空比调节电路，利用三角波发生电路中积分电路反向积分速度远大于正向积分速度，或者正向积分速度远大于反向积分速度，则输出电压u0就成为锯齿波。利用二极管的单向导电性可使积分电路两个方向的积分通路不同，并使两个通路的积分电流相差悬殊，就可得到锯齿波发生电路（通常Rw远大于R3）。 、原理分析 设二极管导通时的等效电路可忽略不计，电位器的滑动端移到最上端。当uo1=+Uz时，D1导通，D2截止，输出电压表达式为 uo=-1/R3*C[Uz(t1-t0)+uo(t0)] uo随时间线性下降。当Uo1=-Uz时，D2导通，D1截止，输出电压表达式为 [uo=1/（R3+Rw）C]Uz(t2-t1)+uo(t1) uo随时间线性上升。由于Rw〉〉R3，uo1和uo的波形如图(1)所示。 uo1输出波形图 uo输出波形图 图1 波形图 根据锯齿波形的幅值公式：+Uom=UT=（R1/R2）Uz，-Uom=-UT=-（R1/R2）Uz以及上面的两个公式可得下降时间：T1=t1-t0=2（R1/R2）R3*C 上升时间：T2=t2-t1=2（R1/R2）*(R3+Rw)*C

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：

压控锯齿波发生器的设计.

2012级机械设计制造及其自动化专业 电子技术课程设计 压控锯齿波发生器的设计 姓名： 院别：工学院 专业：机械设计制造及其自动化 学号： 指导教师： 2014年12月

工学院课程设计评审表

《电子技术课程设计》课程设计任务书

压控锯齿波发生器的设计 1 设计任务与要求 1.1 设计任务： 利用集成运放实现一个压控锯齿波发生器的设计 1.2 设计要求： 自行设计并确定元件参数，画出电路图，列出元件明细表，做出产品。通过实验测试电路参数，验证电路是否符合设计要求。 2 设计原理 工作原理： ω与输入控制电指输出频率与输入控制电压有对应关系的发生器电路,其特性用输出角频率0 ω,0称为自由振荡角频率；曲压c u之间的关系曲线来表示（如图1）。图1中c u为零时的角频率0 ω,0处的斜率0K称为控制灵敏度。使振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制线在0 电压的控制，就可构成一个压控振荡器。 图1 压控震荡器的控制特性 3 电路设计 3.1 设计思路 本次设计采用比较电路输出矩形波，通过积分电路将波形转换为锯齿波，调节输入电压，当积分电路的正向积分时间常数远大于反向积分常数，或者反向积分时间常数远大于正向积分时间常数时，那么输出电压0u上升和下降的斜率相差很多，就可以获得锯齿波。利用二极管的单向导电性使积分电路两个方向的积分通路相同，就可得到锯齿波发生电路。 3.2压控锯齿发生电路的各部分电路 3.2.1滞回比较器

滞回比较器又称施密特触发器,迟滞比较器。这种比较器的特点是当输入信号逐渐增大或逐渐减小时，它有两个阈值，且不相等，其传输特性具有“滞回”曲线的形状。 滞回比较器也有反相输入和同相输入两种方式。 滞回比较器的电路图 3.2.2积分电路 积分电路是使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路。改变三角波产生电路中积分电路的正向积分时间和反向积分时间，就可以在电路输出端得到锯齿波

设计题目：如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换

内蒙古工业大学信息工程学院 课程学习报告 设计题目：如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换 课程名称：模拟电子技术 班级：通信10-1 班 姓名： 学号： 成绩： 指导教师：

设计题目：如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换 一、课题设计任务与要求 1、输出电压：0-1V之间 2、频率范围：20Hz-20kHz之间 3、信号频率：1KHz的正弦波、2KHz的方波和三角波 任务如下： 1KHz的正弦波 2KHz的正弦波 2KHz的方波 2KHz的三角波 二、总体电路设方案 (1)函数信号发生器设计思路 ①产生正弦波可以通过RC文氏电桥正弦波振荡电路，通过控制RC的值达到选频即控制频率大小的目的。 ②产生的方波经RC积分电路后输出，得到三角波，为调节幅值，则用电压跟随器隔离三角波输出端，再用电位器接在运放输出端调节电压输出幅值。 ③要先产生方波，就必须先用电压比较器和稳压管组成方波产生电路，为调节幅值，则用专用的电压跟随器隔离方波产生端，再用电位器接在运放输出端调节电压输出幅值。 (2)函数信号发生器原理 函数信号发生器是一种用来产生特定需要波形信号的装置，比较常见的有方波、三角波、正弦波和锯齿波发生器。本实验用来产生正弦波--方波--三角波信号。 正弦波发生器：采用RC桥式振荡电路实现输出为正弦波。

②正弦波转换成方波发生器:采用电压比较器与稳压管相结合，实现输出为方波。 ③方波转三角波发生电路：将RC积分电路与运放结合，实现方波转三角波。 （图一）正弦波发生电路图 （图二）正弦波转换成方波发生电路图

（图三）方波转换成三角波发生电路图错误！未指定书签。 三、电路设计与原理说明 1、正弦波发生电路的工作原理 正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般在放大电路中引入正反馈，并创造条件，使其产生稳定可靠的振荡。正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。其中：接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅电路等各部分。 RC文氏电桥的正弦波振荡电路中，RC为串、并联选频网络，接于运算放大器的输出与同相输入端之间，构成正反馈，以产生正弦自激振荡。其余部分是带 有负反馈的同相放大电路，R 1、R 2 、R p 构成负反馈网络，调节R p 课改变负反馈的 反馈系数，从而调节放大电路的电压增益，使其满足振荡的幅值条件。图中二极 管D 1、D 2 的作用是有利于正弦波的起振和稳定输出幅值，改善输出波形。当输出 电压V 0的幅值很小时，D 1 、D 2 开路，等效电阻R f 较大，A vf =V o /V p =（R 1 +R f ）/R1较 大，有利于起振；而当输出电压V 0的幅值较大时，二极管D 1 、D 2 导通，R f 减小， A vf 随之下降，v 幅值趋于稳定。 2、正弦波转方波发生电路的工作原理 在单限比较器中，输入电压在阀值电压附近的任何微小变化，都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。而滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，

占空比可调的锯齿波发生电路.

占空比可调的锯齿波发 生电路

一、设计任务 1、通过Multisim仿真软件设计一个锯齿波发生电路。 2、在这基础上设计一个占空比可调电路。 3、进一步了解各种运放元件的工作状态，熟练使用Multisim仿真软件。 二、设计电路 本电路设计采用矩形波转变成三角波的波形转换的方法得到三角波，在其中加一个占空比调节电路，当积分电路正向积分时间常数远大于方向积分时间常数，或者反向积分的时间常数远大于正向积分时间常数，那么输出电压上升和下降的斜率相差很多，就可得到锯齿波。 三、电路组成 在方波发生电路中，当滞回比较器的阈值电压数值较小时，可将电容两端的电压看成为近似三角波。但是，一方面这个三角波的线性度较差，另一方面带负载后将使电路的性能产生变化。实际上，只要将方波电压作为积分运算电路的输出电压u01=Uz时，积分运算电路的输出电压u0将线性下降；而当u01=-Uz时，u0将线性上升。波形如下图所示。

四、工作原理 （A）（B） 本方案设计的电路（A）为同相输入滞回比较器，电路（B）为积分运算电路。图中滞回比较器的输出电压u01=+-Uz,它的输入电压是积分电路的输出电压u0。则阈值电压+-UT=+-(R3/R4)Uz。积分电路的输入电压是滞回比较器的输出电压u01，输出电压的表达式为u0=-1/(1/R2+1/R5)*Uz（t1-t0）+u0(t0)。积分电路反向积分，u0随时间的增长线性下降，则使公式变成为u0=1/(1/R2+1/R5)*Uz （t2-t1）+u0(t1)。U0(t1)为u01产生跃变时的输出电压。电路以上循环产生自激振荡。 当积分电路正向积分时间常数远大于方向积分时间常数，或者反向积分的时间常数远大于正向积分时间常数，那么输出电压上升和下降的斜率相差很多，就可得到锯齿波。利用二极管的单向导电性使积分电路两个方向上的积分通路不同，就可以得到锯齿波发生电路。如图（B）、图（C）所示。 （B）

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。

正弦波-方波-三角波信号发生器设计

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。 3.1函数发生器的各方案比较 我选的是第一个方案，上述两个方案均可以产生三种波形。方案二的电路过多连接部方便而且这样用了很多元器件，但是方案的在调节的时候比较方便可以很快的调节出波形。方案一电路简洁利于连接可以节省元器件，但是在调节波形的时候会比较费力，由于整个电路时一起的只要调节前面部分就会影响后面的波形。 四电路方案与系统、参数设计 4.1基于集成运算放大器与晶体管差分放大器的函数发生器 4.1.1设计思路 我们组总体设计思路为：先通过比较器产生方波，方波通过积分器产生三角波，三角波通过差分放大器产生正弦波。 函数发生器电路组成框图如下所示

锯齿波发生器要点

目录 摘要 一、设计要求 (2) 二、设计原理 (2) 三、硬件部分 (7) 四、软件部分 (11) 五、调试过程及结果 (13) 六、实验设计总结 (14)

摘要 随着科技的发展和现代科研的需要，信号发生器已经成为了很多行业进行研究测试不可或缺的工具，但目前使用波形发生器大部分体积大，可靠性差，准确度低。因此为了实验研究方便，研制一种体积小、可靠性强、准确性高的波形发生器显得尤为重要。 Abstract With the development of technology and modern scientific research, the signal generator industry has become a lot of research and testing an indispensable tool, but most of the waveform generator using bulky, poor reliability, low accuracy. Therefore, in order to facilitate the experimental studies, the development of a small size, high reliability, high accuracy is particularly important waveform generator.

题目：单片机输出锯齿发生器 一、设计要求 （1）用单片机设计一个锯齿波发生器，要求输出频率范围为1KHz ～10KHz ；幅度范围Vpp ≈10v 连续可调；上升斜率连续可调；直流偏置±5V 连续可调 （2）选择电路方案，确定电路方案的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。 二、设计原理 根据任务书的要求，需要设计锯齿波发生器环节，输出波形还需要一种可调节电路。 锯齿波发生器原理图 2.1. 锯齿波发生器 主要有迟滞比较器和RC 充放电电路组成。比较器属于信号处理的一种，他的作用是将输入信号的电平进行比较，然后把比较的结果输出。实验采用的迟滞比较器的特点是：单输入增大及减少时，两种情况下的门限电压不相等，传输特性呈现出“滞回”曲线的形状。 控制 旋钮 CP u O

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)

锯齿波型发生电路

锯齿波型发生电路文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]

·1设计目的·2 设计任务 ·3 锯齿波型发生电路的组成和工作原理 · 3.1锯齿波型发生电路的构成 · 3.2原理分析 · 3.3基本逻辑功能框图 ·4 锯齿波形发生电路的电路设计 · 4.1同向输入滞回比较器电路的设计 · 4.2积分运算电路的设计 ·5 锯齿波形发生电路的电路仿真及结果分析 ·6 收获、体会和建议 ·参考文献 ·附录元件清单 1、设计目的 加强学生对电子技术专业知识的理解和掌握，训练并提高其在理论计算、电路设计、资料文献查阅、运用相关标准与规范、电路仿真等方面的能力；为毕业设计（论文）奠定良好的基础。 2、设计任务 观测波形、读取参数 3、锯齿波型发生电路的组成和工作原理

3.1、锯齿波型发生电路的构成 电路设计采用矩形波转变成三角波的波形转换的方法得到三角波，在其中加一个占空比调节电路，利用三角波发生电路中积分电路反向积分速度远大于正向积分速度，或者正向积分速度远大于反向积分速度，则输出电压u0就成为锯齿波。利用二极管的单向导电性可使积分电路两个方向的积分通路不同，并使两个通路的积分电流相差悬殊，就可得到锯齿波发生电路（通常Rw远大于R3）。 3.2、原理分析 设二极管导通时的等效电路可忽略不计，电位器的滑动端移到最上端。当uo1=+Uz时，D1导通，D2截止，输出电压表达式为 uo=-1/R3*C[Uz(t1-t0)+uo(t0)] uo随时间线性下降。当Uo1=-Uz时，D2导通，D1截止，输出电压表达式为[uo=1/（R3+Rw）C]Uz(t2-t1)+uo(t1) uo随时间线性上升。由于Rw〉〉R3，uo1和uo的波形如图(1)所示。 uo1输出波形图 uo输出波形图 图1 波形图 根据锯齿波形的幅值公式：+Uom=UT=（R1/R2）Uz，-Uom=-UT=-（R1/R2）Uz以及上面的两个公式可得下降时间：T1=t1-t0=2（R1/R2）R3*C 上升时间：T2=t2-t1=2（R1/R2）*(R3+Rw)*C所以振荡周期为：T=T1+T2=2R1(2R3+Rw)*C/R2由于R3远小于Rw，所以可以人为T约等于T2。所以uo1的占空比为R3/(2R3+Rw)

锯齿波发生电路解析

解： 该电路为锯齿波发生电路，二极管左边为滞回比较器，右边为积分电路；滞回比较器的输出电压u o1=±U z，它的输入电压是积分电路的输出； 根据叠加原理可得：±U T=±R1 R2 U Z（详见第四版P441）当u o1=+U z时，二极管导通： u o=?1 C ∫(U Z R3 ?U R R4 )dt=(U R R4C ?U Z R3C )(t1?t0)+u o(t0) R4?R3，U R R4C 可忽略不计 ∴u o≈?1 R3C U z(t1?t0)+u o(t0) ①u o随时间线性下降当u o1=?U z时，二极管截止： u o=?1 C ∫(?U R R4 )dt=U R R4C (t1?t0)+u o(t0) ②u o随时间线性上升 +U T ?U T ±U T=± R1 R2 U Z

在u o下降的时间内，+U T，?U T代入积分公式①得： ?U T=?1 R3C U z(t1?t0)+U T→T1=2R1R3C R2 在u o上升的时间内，+U T，?U T代入积分公式②得： U T=U R R4C (t1?t0)+(?U T)→T2=2R1R4C R2 U Z U R 其中T1?T2 T=2R1R3C R2+2R1R4C R2 U Z U R 综上所述： 1.R4和?U R是在u o1=?U z的时段内对电容C进行充放电；从而进行积分运算得出锯齿波 陡缓程度。 2.二极管是整个电路产生锯齿波的必要条件，u o1=?U z时阻断电流。 3.u o1，u o波形如题中所画。 4.T=2R1R3C R2+2R1R4C R2 U Z U R 5.通过R1，R2,，U z调幅；主要通过R4和U R调频。

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，