555的设计报告.docVIP

广西大学行健文理学院 模拟电路课程设计报告 题目： 方波三角波正弦波发生器 学 部： 电气信息学部 班 级： 通信工程112 姓 名： 李立夫 学 号： 1138200225 指导教师： 撰写日期： 2013年11月 目录 第一章 设计要求及电路说明 1.1课程设计要求与技术指标 1.2 电路说明 第二章 课程设计及结果分析 2.1 设计思想 2.2 课程设计问题及解决办法 2.3 调试结果分析 第三章 本设计方案特点及心得体会 参考文献 原件列表 第一章 课程设计要求及电路说明 课程设计要求 设计要求 （1）电路能输出正弦波、方波和三角波等三种波形； （2）输出信号的频率要求可调； （3）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图； （4）测量输出信号的幅度和频率； （5）撰写设计报告。 2、技术指标 频率范围：10～100Hz；100Hz～1KHz；1KHz～10KHz； 输出电压：方波VP-P=14V，三角波VP-P=5V，正弦波VP-P=3V；幅度都连续可调 1.2课程设计电路说明 设计方案原理框图 方波、三角波、正弦波、信号发生器的原理框图 首先由555定时器组成的多谐振荡器产生方波，然后由积分电路将方波转化为三角波，最后用低通滤波器将方波转化为正弦波，但这样的输出将造成负载的输出正弦波波形变形，因为负载的变动将拉动波形的崎变，输出正弦波波形的变形，可以通过可变电阻的调节来调整。该电路结构、思路简单，运行时性能稳定且能较好的符合设计要求，且成本低廉、调整方便，综合其优缺点，利大于弊，故决定使用此设计方案。 第二章 课程设计及结果分析 2.1 各部分电路的工作及转换原理 方波发生电路的工作原理 由555定时器组成的多谐振荡器 利用555与外围元件构成多谐振荡器，来产生方波的原理。 用555定时器组成的多谐振荡器如图所示。接通电源后，电容C2被充电，当电容C2上端电压Vc升到2Vcc/3时使555第3脚V0为低电平，同时555内放电三极管T导通，此时电容C2通过R3、Rp放电，Vc下降。当Vc下降到Vcc/3时，V0翻转为高电平。电容器C2放电所需的时间为 tpL= ( R3 +Rp) C2ln2 当放电结束时，T截止，Vcc将通过R1、R3、Rp 向电容器C2充电，Vc由Vcc/3 上升到2Vcc/3所需的时间为 tpH= (R1+R3+ Rp) C2ln2=0.7( R1+R3+ Rp) C2 当Vc上升到2Vcc/3时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。 方波--三角波转换电路的工作原理 由555定时器组成的多谐振荡器输出的方波经C4耦合输出，如图所示为RC积分电路，再经R与C积分，构成接近三角波。其基本原理是电容的充放电原理。 三角波--正弦波转换电路的工作原理 三角波产生正弦波原理图 原理：采用低通滤波的方法将三角波变换为正弦波。 2.2总电路图 函数发生器总电路图 总电路图的原理：555定时器接成多谐振荡器工作形式，C2为定时电容，C2的充电回路是R2→R3→RP→C2；C2的放电回路是C2→RP→R3→IC的7脚(放电管)。由于R3+RP》R2，所以充电时间常数与放电时间常数近似相等，由IC的3脚输出的是近似对称方波。按图所示元件参数，其频率为1kHz左右，调节电位器RP可改变振荡器的频率。方波信号经R4、C5积分网络后，输出三角波。三角波再经R5、C6积分网络，输出近似的正弦波。C1是电源滤波电容。发光二极管VD用作电源指示灯。 、 2.3 调试结果及分析 输出方波电路的仿真 用Multisim10电路仿真软件进行仿真。从Multisim10仿真元件库中调出所需元件，按电路图接好线路，方波输出端接一个虚拟的示波器，接通电源后，可得如图所示的输出方波仿真图。 输出方波电路的仿真 方波—三角波电路的仿真 方法同输出方波电路的仿真方法，可得方波转三角波波形仿真图。 (a) (b) (c) 方波转三角波波形(a)方波、(b)三角波、(c)方波与三角波重合