电子线路设计104-2方波—三角波—正弦波函数发生器的设计.doc

设计任务 方波—三角波—正弦波函数发生器的设计： 已知条件： 频率范围：100Hz—1KHz；1—10KHz; 输出电压：方波VP—P≤24V，三角波VP—P=6V，正弦波VP—P1V; 波形特性：方波tr30s；三角波r△2℅；正弦波r～5℅； 设计思路 方波发生器 在设计方波时，电路由反相输入的迟滞比较器和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。同时RC电路作为积分电路，对方波积分产生三角波。 图2、图3为方波及三角波的产生原理图： 图2 图3 正弦波发生器 该电路设计的是由三角波转换为正弦波，所以采用的是差分放大电路。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。并且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。 图5是根据差分放大电路的转移特性曲线，将三角波转换为正弦波的原理图。 实验元件与仪器 名 称 数 量 名 称 数量 双踪示波器 1 元器件及工具 1 直流稳压电源 1 失真度测量仪 1 函数信号发生器 1 实验面包板 1 晶体管毫伏表 1 数字万用表 1 四、电路实现 最后对电路进行调试。调试结果如下： （1）、方波 （2）、三角波 （3）、正弦波 对电路的参数进行测试。测试结果如下： （1）、方波输出电压：VP—P=12V，频率f：96Hz—2KHz； （2）、三角波输出电压：VP—P=6V，频率f：96HZ—2KHz； （3）、正弦波输出电压VP—P：3V—1.5V，频率f：800Hz—2KHz。 五、实验结果与误差分析 1、从仿真的设计电路来看，效果很好。但仿真中所使用的器件都是理想的，如：电阻、电容可调为任意值。这些在实际电路制作时是不可能做到的，也就只有选取相近参数值的器件代替，所以实际电路的结果于仿真是有一定误差的。 2、从测试结果的数据看，正弦波的幅值并不稳定，且频率也和方波、三角波不一样。在实验过程中发现，当频率太低时正弦波就会失真，所以800Hz—2KHz为正弦波不失真范围。 原因：由数据可得，当频率低于800Hz时，正弦波的幅值就应该高于3V了，由差分放大器的转移特性曲线看出，当正弦波的幅值太大后将会超出特性曲线的范围，所以就容易产生失真。