电子工艺课程设计-方波_三角波_正弦波发生器.doc

PAGE PAGE 21 广州大学松田学院 课程设计论文 课程名称： 电子工艺课程设计 设计选题： 方波_三角波_正弦波发生器_ 姓 名： 学 号： 专业班级： 09电气工程及其自动化 指导教师： 2011 年 12 月 方波_三角波_正弦波发生器 0907020134汪永平 摘 要 波形发生器广泛地应用于各大院校和科研场所。随着科技的进步，社会的发展，单一的波形发生器已经不能满足人们的需求，而我们设计的正是多种波形发生器。本文利用脉冲数字电路原理设计了多种波形发生器，该发生器可通过555数字芯片，运放来组成RC积分电路，低通滤波电路来分别实现方波，三角波和正弦波的输出。它的制作成本不高，电路简单，使用方便，有效的节省了人力，物力资源，具有实际的应用价值。 关键词：多谐振荡器；积分电路；低通滤波电路  目 录 摘要 TOC \o 1-3 \h \z \u 1.设计要求 1 2．方波、三角波、正弦波发生器方案 2 2.2方案二原理框图 2 2.3 函数发生器的选择方案 3 3．各组成部分的工作原理 4 3.1 方波发生电路的工作原理 4 3.2 方波--三角波转换电路的工作原理 5 3.3三角波--正弦波转换电路的工作原理 6 3.4总电路图 7 4.用Multisim10电路仿真 8 4.1输出方波电路的仿真 8 4.2方波—三角波电路的仿真 8 4.3方波—正弦波电路的仿真 9 5 protel制图及PCB板的制作和电路的安装 11 5.1 PCB原理图 11 5.2．PCB布线图 11 5.3．PCB板三维图 12 5.4. PCB板底层布线图 13 5.5 将各元件安装到PCB板上 14 6电路的实验结果及分析 16 6.1方波波形产生电路的实验结果 16 6.2 方波三角波转换电路的实验结果 16 6.3正弦波发生电路的实验结果 17 6.4实验结果分析 17 7．实验总结 18 8．仪器仪表清单 19 参考文献 20 附 录 21 方波—三角波—正弦波函数信号发生器 1.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； 3．频率范围 ：在50－1000Hz范围内可调 ；  2．方波、三角波、正弦波发生器方案 2.1方案一原理框图 图1 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。 2.2方案二原理框图 正弦波方波三角波 正弦波 方波 三角波 积分电路电压比较器RC正弦波振荡电路 积分电路 电压比较器 RC正弦波振荡电路 图2 正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图 RC正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法，电路框图如上。先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波，再通过电压比较器产生方波，最后通过积分电路形成三角波。此电路具有良好的正弦波和方波信号。但经过积分器电路产生的同步三角波信号，存在难度。原因是积分器电路的积分时间常数是不变的，而随着方波信号频率的改变，积分电路输出的三角波幅度同时改变。若要保持三角波幅度不变，需同时改变积分时间常数的大小。 2.3 函数发生器的选择方案 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(如单片函数发生器模块8038)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题未采用单片函数发生器模块8038。 方案一的电路结构、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，关于输出正弦波波形的变形，可以通过可变电阻的调节来调整。而方案二，关于三角波的缺陷，不是能很好的处理，且波形质量不太理想，且频率调节不如方案一简单方便。综上所述，我们选择方案一。 3．各组成部分的工作原理 3.1 方波发生电路的工作原理 图3 由555定时器组