模电课程设计报告-- 正弦波方波三角波发生器

模电课程设计报告-- 波三角波发生器

正弦波方

宁波大红鹰学院

《模拟电子技术》 课程设计报告

课题名称： 正弦波方波三角波发生器 分 院： 机械与电气工程学院 教 研 室： 电气工程及其自动化 班 级： 姓 名：

学 号： 1121090249 指导教师：

二○一三 年 十二 月

1.设计任务

“方波三角波正弦波发生器”项目任务

一、设计目的

1、熟悉电路的基本功能原理，学会用集成运算放大器组成方波、三角波及正弦波发生器；

2、学习方波、三角波、正弦波发生器的设计方法和设计流程； 3、掌握方波、三角波、正弦波发生器的调试与测量方法。 4、能正确焊装、检测、调试电路。 二、设计任务

1、课题名称：方波三角波正弦波发生器 2、元器件选择范围：

（1）集成电路： LM358、NE555等； （2）稳压二极管：5.1V或6.2V；

（3）电阻：E24系列，碳膜电阻，1/4W，精度5%，阻值范围10Ω -1MΩ。 （4）电容：E6（100pF—1000uF）,电解电容耐压25V、35V、50V。 （5）电位器：10K、50K、100K、500K。 三、设计要求

1、电源电压：±12V；

2、输出信号波形为对称方波、三角波和正弦波； 3、输出信号频率（根据指标分配安排）； 4、输出信号幅度（根据指标分配安排）； 5、拓展要求：产生锯齿波。 2.硬件设计

这是设计仿真时所用的电路，能够基本符合设计的要求。基本构思思路是，一个由正弦波电路、方波电路、三角波电路和放大电路组成的电路。

由于实际焊接测试时方波严重失真，对电路有所整改，如图所示。

1．元器件列表 模拟所用元器件

LM358D LM358D LM358D LM358D

符号 U1A U2A U3A U4A

实际所用元器件

LM358D LM358D LM358D LM358D

符号 U1A U2A U3A U4A

1N4148 D1 1N4148 1N4148 D2 1N4148 ZPD3.3 D3 ZPD3.3 ZPD3.3 D5 ZPD3.3 6.9KΩ R1 3KΩ+3.9KΩ 6.9KΩ R2 3KΩ+3.9KΩ

10KΩ R3 10KΩ 电位器50KΩ

R5 电位器50KΩ

1KΩ R6 1KΩ 2.4KΩ R7 3KΩ 1KΩ R8 1KΩ 电位器10KΩ

R9 电位器10KΩ

20KΩ R10 20KΩ 1KΩ R11 1KΩ 3KΩ R12 1.6KΩ 1KΩ R13 1KΩ 10KΩ R14 10KΩ 47nF C1 47nF 47nF C2 47nF 1uF

C3

1uF

D1 D2 D3 D5 R1 R2 R3 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 C1 C2 C3

正弦波发生电路的工作原理

产生正弦振荡的条件: 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 幅电路个部分。

正弦波振荡电路的组成判断及分类：

（1）放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，电路获得一定 幅值的输出值，实现自由控制。

（2）选频网络：确定电路的振荡频率，是电路产生单一频率的振荡，即保证电路产生正弦波振荡。

（3）正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于其反馈信号。 （4）稳幅环节：也就是非线性环节，作用是输出信号幅值稳定。 判断电路是否振荡。方法是：

（1）是否满足相位条件，即电路是否是正反馈，只有满足相位条件才可能产 生振荡

（2）放大电路的结构是否合理，有无放大能力，静态工作是否合适； （3）是否满足幅度条件 正弦波振荡电路检验，若： (1)则不可能振荡；

(2)振荡，但输出波形明显失真；

(3)产生振荡。振荡稳定后。此种情况起振容易，振荡稳定，输出波形的失真小

正弦波转换方波电路的工作原理:

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，因此也就具有一定的抗干扰能力。

从集成运放输出端的限幅电路可以看出，UO＝±UZ。集成运放反相输人端电位

UP＝UI同相输入端电位

方波转换三角波电路的工作原理：

RC积分电路是一种应用比较广泛的模拟信号运算电路。在自动控制系统中，常用积分电路作为调节环节。此外，RC积分电路还可以用于延时、定时以及各种波形的产生变换。

测试

我制作出来的板子，测得的方波峰峰值为11，三角波峰峰值为8，三角波峰峰值为11.波的频率为490HZ。

这是原来设计的电路图所产生的带“帽子”的方波，后来经过对电路的修改，将其改正了。

上图为测试所出的三角波。

上图为未完成的电路板图。

上图为已完成的板子图。

上图为已完成的板子焊接图。

3.报告总结：

本次试验是本人第一次亲身体会自己动手查资料、设计电路、仿真等过程，个人感觉收获很大。每当电路要成功时，当时的心情是那么的激动，但是前几次都没有成功，在我的不断努力、不断探索、不断查资料之下，终于将电路设计成功，在成功之时心情真的是好极了！后来经过本人上网查资料了解到电路设计好了之后可以使用Multisim对其进行仿真，无需将电路事物图做出来。用Multisim10对电路进行仿真真的很方便，而且安全，还便于对电路进行修改。

本次设计中采用电路模块化理念，将本来非常复杂的电路分解成一个个简单的单元电路，然后设计单元电路，单元电路设计起来就简单多了。

最后将每个单元电路连接起来便成了一个复杂的，具有特定功能的电路。这种设计电路的思想在设计大型电路时尤为突出，每个工程师只需要负责自己的一块电路，然后汇总就OK了！所以，我在这次实训中受益匪浅，感谢这次实训。