波形发生器课程设计.pdfVIP

1. 设计题目 : 波形发生电路 2. 设计任务和要求 : 要求：设计并用分立元件和集成运算放大器制作能产生方波和三角波波形的波形 发生器。 2 3 基本指标： 输出频率分别为： 10 HZ 、10 HZ ；输出电压峰峰值 VPP≥20V 3. 整体电路设计 1）信号发生器 : 信号发生器又称信号源或振荡器。按信号波形可分为正弦信号、函数（波形） 信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。 各种波形曲线均可以用三角函数方 程式来表示，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波。通过模拟电子技 术设计的波形发生器是一个不需要外加输入信号，靠自身振荡产生信号的电路。 2 ）电路设计： 整体电路由 RC振荡电路，反相输入的滞回比较器和积分电路组成。 理由： a）矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比 较器是它的重要组成部分； b ）产生振荡，就是要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中 必须引入反馈； c ）输出状态应按一定的时间间隔交替变化，即产生周期性变化，所以 电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。 RC振荡电路：即作为延迟环节，又作为反馈电路，通过 RC充放电实现输出状 态的自动转换。 反相输入的滞回比较器：矩形波产生的重要组成部分。 积分电路：将方波变为三角波。 3 ）整体电路框图： 为实现方波，三角波的输出 , 先通过 RC 振荡电路，反相输入的滞回比较器 得到方波，方波的输出，是三角波的输入信号。三角波进入积分电路，得出的波 形为所求的三角波。其电路的整体电路框图如图 1 所示： RC振荡电路 反相输入的滞回比较 生成 方波 输入 积分电路 输入 三角波 生成 积分电路 图 1 4 ）单元电路设计及元器件选择 a ） 方波产生电路 根据本实验的设计电路产生振荡，通过 RC 电路和滞回比较器时将产生幅值 约为 12V 的方波，因为稳压管选择 1N4742A（约12V）。电压比较电路用于比较 模拟输入电压与设定参考电压的大小关系， 比较的结果决定输出是高电平还是低 电平。滞回比较器主要用来将信号与零电位进行比较，以决定输出电压。图 3 为 R R R 一种滞回电压比较器电路，双稳压管用于输出电压限幅， 3 起限流作用， 2 和 1 构 u u u u 成正反馈，运算放大器当 p n 时工作在正饱和区，而当 n p 时工作在负饱和区。 u u U 从电路结构可知，当输入电压 in 小于某一负值电压时，输出电压 o= - Z ；当输入 电压 u 大于某一电压时， u = + U 。运算放大器在两个饱和区翻转时 u =u =0，由此 in