方波三角波--轉(zhuǎn)換電路實驗報告冊

1、物理與機電工程學(xué)院（20152016 學(xué)年第 二 學(xué)期）綜合設(shè)計報告方波 三角波轉(zhuǎn)換電路專 業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)學(xué) 號：2014216041 姓 名： 張 騰 指導(dǎo)教師： 石 玉 軍 方波 三角波轉(zhuǎn)換電路摘要： 一般方波-三角波發(fā)生器要用三只運算故大器,而且要用二極管或雙向穩(wěn)壓管等有源器件進行限幅,線路較煩瑣。這里介紹一個實用的方波-三角波發(fā)生器。該電路工作穩(wěn)定、可靠,而且頻率、幅度調(diào)節(jié)方便。 通過在Multisim10虛擬實驗環(huán)境中對方波一三角波函數(shù)發(fā)生器電路的設(shè)計，闡述Multisim10在電路仿真設(shè)計中的應(yīng)用過程，實現(xiàn)真正意義上的電子設(shè)計自動化（DEA）。關(guān)鍵字：三角波發(fā)生器頻率 方波

2、二極管穩(wěn)壓管 有源器件 限幅實用振蕩電路積分器1.引言： 電子電路鄰域中的信號波形，除了正弦波之外另一類就是非正弦波。非正弦波又稱為脈沖波，如方波、矩形波、三角波等都是最常見的脈沖波形，當今是科學(xué)技術(shù)及儀器設(shè)備高度智能化飛速發(fā)展的信息社會，電子技術(shù)的進步，給人們帶來了根本性的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)代電子領(lǐng)域中，單片機的應(yīng)用正在不斷的走向深入，這必將導(dǎo)致傳統(tǒng)控制與檢測技術(shù)的日益革新。單片機構(gòu)成的儀器具有高可靠性、高性能價格比，在智能儀表系統(tǒng)和辦公自動化等諸多領(lǐng)域得以極為廣泛的應(yīng)用，并走入家庭，從洗衣機、微波爐到音響汽車，處處可見其應(yīng)用。因此，單片機技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用水平已逐步成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標志之一。

3、信號發(fā)生器作為一種常見的應(yīng)用電子儀器設(shè)備，傳統(tǒng)的一般可以完全由硬件電路搭接而成，如采用555振蕩電路發(fā)生正弦波、三角波和方波的電路便是可取的路徑之一，不用依靠單片機。但是這種電路存在波形質(zhì)量差，控制難，可調(diào)范圍小，電路復(fù)雜和體積大等缺點。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中，如工業(yè)過程控制，生物醫(yī)學(xué)，地震模擬機械振動等領(lǐng)域常常要用到低頻信號源。而借用計算機技術(shù)和DDS技術(shù)直接產(chǎn)生的各種波形頻率高，成本高。2.設(shè)計內(nèi)容和要求： (1).內(nèi)容：設(shè)計一個用集成放大器構(gòu)成的方波-三角波產(chǎn)生電路，指標要求如下：方波 重復(fù)頻率：500Hz 相對誤差5%;脈沖幅度：6-6.5V三角波 重復(fù)頻率：500Hz 相對誤差5%;

4、脈沖幅度：1.5-2V(2).要求：根據(jù)設(shè)計要求和已知條件，確定電路方案，設(shè)計并選出各單元電路的原件參數(shù)。測量方波產(chǎn)生電路輸出方波的幅度和重復(fù)頻，是只滿足設(shè)計要求。測量三角波產(chǎn)生電路輸出三角波的幅度和重復(fù)頻率，是只滿足設(shè)計要求。3.方案論證和選擇函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動產(chǎn)生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，使用的器件可以是分立器件 (如低頻信號函數(shù)發(fā)生器S101全部采用晶體管)，也可以采用集成電路(如單片函數(shù)發(fā)生器模塊8038)。為進一步掌握電路的基本理論及實驗調(diào)試技術(shù)，本課題采用由集成運算放大器與晶體管差分放大器共同組

5、成的方波三角波函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計方法。產(chǎn)生方波、三角波的方案有多種，如首先產(chǎn)生方波，然后通過整形電路或積分電路將方波變換成三角波；也可以首先產(chǎn)生三角波，再將三角波變成方波等等。方案一：首先由555定時器組成的多諧振蕩器產(chǎn)生方波，然后由積分電路將方波轉(zhuǎn)化為三角波，但這樣的輸出將造成負載的輸出正弦波波形變形，因為負載的變動將拉動波形的崎變。 方案二：電壓比較器以及差分放大器共同組成的方波三角波函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計方法。先通過電壓比較器產(chǎn)生方波，再通過積分電路形成三角波。此電路具有良好的方波信號。但經(jīng)過積分器電路產(chǎn)生的同步三角波信號，存在難度。原因是積分器電路的積分時間常數(shù)是不變的，而隨著方波信號頻率的改

6、變，積分電路輸出的三角波幅度同時改變。若要保持三角波幅度不變，需同時改變積分時間常數(shù)的大小。由于函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動產(chǎn)生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，使用的器件可以是分立器件(如低頻信號函數(shù)發(fā)生器S101全部采用晶體管)，也可以采用集成電路(如單片函數(shù)發(fā)生器模塊8038)。為進一步掌握電路的基本理論及實驗調(diào)試技術(shù)，本系統(tǒng)未采用單片函數(shù)發(fā)生器模塊8038。 方案一的電路結(jié)構(gòu)、思路簡單，但用低通濾波器將方波轉(zhuǎn)化為正弦波時，其輸出因為負載的變動將拉動波形的崎變將造成負載的輸出正弦波波形變形；而方案二，運行時性能穩(wěn)定且能

7、較好的符合設(shè)計要求，且成本低廉、調(diào)整方便。綜上所述，我們選擇方案二。4. 系統(tǒng)框圖 5. 硬件系統(tǒng)設(shè)計如下圖所示的是由集成運算放大器組成的一種常見的方波-三角波產(chǎn)生電路。圖中第一個當大器與R3、R2構(gòu)成同相輸入施密特觸發(fā)器（即遲滯比較器）。第二個運算放大器與RC構(gòu)成積分回路。由于電容C的密勒效應(yīng)，在第二個放大器的輸出得到線性度較好的三角波。6. 軟件系統(tǒng)的設(shè)計7. 測試結(jié)果預(yù)期的結(jié)果如下：測試結(jié)果如下： 8. 結(jié)論通過所設(shè)計的電路圖，在multisim中仿真出了期望的結(jié)果，即將方波轉(zhuǎn)換成了三角波9. 參考文獻 1童詩白 華成英 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第四版 2康華光 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第六版 3谷樹忠 倪虹霞 張磊 原理圖、PCB設(shè)計與仿真第二版10、致謝感謝老師對我在實驗上的幫助，以及操作過程中細心地指導(dǎo)。對于我而言老師教會我的不僅僅是實