正弦波方波三角波產(chǎn)生電 路 09通信（一）班 木拉迪里 090110100 何爾安 090110098 目錄1設(shè)計的目的及任務(wù)…………………………………………………（3） 1．1 課程設(shè)計的目的………………………………………… （3）1．2 課程設(shè)計的任務(wù)與要求……………………………………（3）1．3 課程設(shè)計的技術(shù)指標………………………………………（3） 2 總體電路設(shè)方案……………………………………………………（4）2.1 正弦波發(fā)生電路的工作原理…………………………………（4）2.2 正弦波轉(zhuǎn)換方波電路的工作原理……………………………（5）2.3 方波轉(zhuǎn)換成三角波電路的工作原理…………………………（6） 2.4 總電路圖………………………………………………………（8） 3單元電路設(shè)計…………………………………………………………（9）3.1 正弦波發(fā)生電路的設(shè)計………………………………………（9）3.2 正弦波轉(zhuǎn)換方波電路的設(shè)計…………………………………（11）3.3 方波轉(zhuǎn)換成三角波電路的設(shè)計………………………………（13） 4 電路調(diào)試或仿真 ……………………………………………………（14）4．1 PROTEL制圖………………………………………………（14）4．2 Multisim部分………………………………………………（15） 5 收獲體會……………………………………………………………（16）6 參考文獻……………………………………………………………（17） 一 設(shè)計的目的及任務(wù)1．1課程設(shè)計的目的： 1．掌握電子系統(tǒng)的一般設(shè)計方法2．掌握模擬IC器件的應(yīng)用3．培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學知識來指導實踐的能力4．掌握常用元器件的識別和測試5．熟悉常用儀表，了解電路調(diào)試的基本方法6. 培養(yǎng)團隊合作能力1．2課程設(shè)計任務(wù)與要求： 1. 設(shè)計一個能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波信號發(fā)生器， 2．能同時輸出一定頻率一定幅度的3種波形：正弦波、方波和三角波；3．可以用±12V或±15V直流穩(wěn)壓電源供電；1．3 課程設(shè)計的技術(shù)指標： 1．設(shè)計、組裝、調(diào)試函數(shù)發(fā)生器2．輸出波形：正弦波、方波、三角波；3．頻率范圍 ：在10－10000Hz范圍內(nèi)可調(diào) ；4．輸出電壓：方波UＰ－Ｐ≤24V，三角波UＰ－Ｐ＝8V，正弦波UＰ－Ｐ>1V。

二 總體電路設(shè)方案 2.1正弦波發(fā)生電路的工作原理:產(chǎn)生正弦振蕩的條件:正弦波產(chǎn)生電路的目的就是使電路產(chǎn)生一定頻率和幅度的正弦波，我們一般在放大電路中引入正反饋，并創(chuàng)造條件，使其產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的振蕩正弦波產(chǎn)生電路的基本結(jié)構(gòu)是：引入正反饋的反饋網(wǎng)絡(luò)和放大電路其中：接入正反饋是產(chǎn)生振蕩的首要條件，它又被稱為相位條件；產(chǎn)生振蕩必須滿足幅度條件；要保證輸出波形為單一頻率的正弦波，必須具有選頻特性；同時它還應(yīng)具有穩(wěn)幅特性因此，正弦波產(chǎn)生電路一般包括：放大電路；反饋網(wǎng)絡(luò)；選頻網(wǎng)絡(luò)；穩(wěn)幅電路個部分正弦波振蕩電路的組成判斷及分類：（1） 放大電路：保證電路能夠有從起振到動態(tài)平衡的過程，電路獲得一定幅值的輸出值，實現(xiàn)自由控制2） 選頻網(wǎng)絡(luò)：確定電路的振蕩頻率，是電路產(chǎn)生單一頻率的振蕩，即保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩3） 正反饋網(wǎng)絡(luò)：引入正反饋，使放大電路的輸入信號等于其反饋信號4） 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：也就是非線性環(huán)節(jié)，作用是輸出信號幅值穩(wěn)定 判斷電路是否振蕩方法是： （1）是否滿足相位條件，即電路是否是正反饋，只有滿足相位條件才可能產(chǎn)生振蕩 （2）放大電路的結(jié)構(gòu)是否合理，有無放大能力，靜態(tài)工作是否合適； （3） 是否滿足幅度條件正弦波振蕩電路檢驗，若： (1) 則不可能振蕩； (2) 振蕩，但輸出波形明顯失真； (3) 產(chǎn)生振蕩。

振蕩穩(wěn)定后此種情況起振容易，振蕩穩(wěn)定，輸出波形的失真小 分類： 按選頻網(wǎng)絡(luò)的元件類型，把正先振蕩電路分為：RC正弦波振蕩電路；LC正弦波振蕩電路；石英晶體正弦波振蕩電路RC正弦波振蕩電路 常見的RC正弦波振蕩電路是RC串并聯(lián)式正弦波振蕩電路，它又被稱為文氏橋正弦波振蕩電路 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在此作為選頻和反饋網(wǎng)絡(luò)它的電路圖如圖（1）所示： 它的起振條件為： 它的振蕩頻率為： 它主要用于低頻振蕩要想產(chǎn)生更高頻率的正弦信號，一般采用LC正弦波振蕩電路它的振蕩頻率為： 石英振蕩器的特點是其振蕩頻率特別穩(wěn)定，它常用于振蕩頻率高度穩(wěn)定的的場合 圖（1） 2.2 正弦波轉(zhuǎn)換方波電路的工作原理: 在單限比較器中，輸入電壓在閥值電壓附近的任何微小變化，都將引起輸出電壓的躍變，不管這種微小變化是來源于輸入信號還是外部干擾因此，雖然單限比較器很靈敏，但是抗干擾能力差而滯回比較器具有滯回特性，即具有慣性，因此也就具有一定的抗干擾能力從反向輸入端輸人的滯回比較器電路如圖1a所示，滯回比較器電路中引人了正反饋從集成運放輸出端的限幅電路可以看出，UO＝±UZ集成運放反相輸人端電位UP＝UI同相輸入端電位　　令UN=UP求出的uI就是閥值電壓，因此得出　　輸出電壓在輸人電壓u，等于閥值電壓時是如何變化的呢？假設(shè)uI<-UT，那么UN一定小于up，因而UO＝+UZ，所以uP=+UYO。

只有當輸人電壓uI增大到+UT，再增大一個無窮小量時，輸出電壓UO才會從+UT躍變?yōu)?UT同理，假設(shè)UI>+UT，那么UN一定大于uP，因而UO＝-UZ，所以uP＝-UT只有當輸人電壓UI減小到-UT，再減小一個無窮小量時，輸出電壓UO才會從-UT躍變?yōu)?UT可見，UO從+UT躍變?yōu)?UT和從-UT躍變?yōu)?UT的閥值電壓是不同的，電壓傳輸特性如圖b)所不　　從電壓傳輸特性上可以看出，當-UT＜uI＜+UT時，UO可能是-UT，也可能是+UT如果uI是從小于-UT，的值逐漸增大到-UT

本電路中該電路的作用是將正弦信號轉(zhuǎn)變成方波信號，其傳輸特性曲線如下圖所示： 正弦波傳輸特性2.3 方波轉(zhuǎn)換成三角波電路的工作原理： 當輸入信號為方波時，其輸出信號為三角波，電路波形圖如下：2.4總電路圖三 單元電路設(shè)計3.1 正弦波發(fā)生電路的設(shè)計 本電路中采用RC橋式正弦波振蕩電路產(chǎn)生正弦波，其電路圖如下所示RC橋式正弦振蕩電路 該電路Rf回路串聯(lián)兩個并聯(lián)的二極管，如上圖所示串聯(lián)了兩個并聯(lián)的1BH62，這樣利用電流增大時二極管動態(tài)電阻減小、電流減小時動態(tài)電阻增大的特點，加入非線性環(huán)節(jié)，從而使輸出電壓穩(wěn)定用Multisim10.0對電路進行仿真得到下圖仿真波形3.2 正弦波轉(zhuǎn)換方波電路的設(shè)計 本電路中采用滯回電壓比較器將正弦波轉(zhuǎn)成方波，其電路原理如下圖所示滯回電壓比較器電路原理圖 滯回電壓比較器原理前面有描述，不再重復(fù) 本電路中用到的穩(wěn)壓管為1N5759A，其穩(wěn)壓電壓為±1.7V 電路中閾值電壓為： UT1=UREF-UZ UT2=UREF+UZ 本電路中UREF=0，所以 UT1=-UZ UT2=UZ 用Multisim10.0對其進行仿真得到如下波形圖波形仿真： 3.3 方波轉(zhuǎn)換成三角波電路的設(shè)計 本電路中方波轉(zhuǎn)成三角波采用積分電路，其電路原理如下圖所示積分電路圖 電路仿真如下圖所示 四 電路調(diào)試或仿真4.1． PROTEL繪制原理圖PCB封裝圖4．2 Multisim電路仿真總電路圖如下所示該電路分為三部分，第一部分為RC橋式正弦振蕩電路，其功能是利用RC振蕩產(chǎn)生特定頻率的正弦波；第二部分為電壓比較器電路，其功能為將正弦波轉(zhuǎn)成方波；第三部分為積分電路，其功能為利用積分電路將方波轉(zhuǎn)成三角波；在正弦波產(chǎn)生電路中f=1/(2∏RC),改變RC的值可以改變電路的信號頻率，在電壓比較器中，改變參考電壓UREF的值可以改變方波的比例。

電路總體仿真圖如下所示 五 收獲體會 本次實踐是我們兩個人第一次合作，親身體會自己動手查資料、設(shè)計電路、仿真等過程，每個人都感覺收獲很大每當電路要成功時，當時的心情是那么的激動，但是前幾次都沒有成功，在我們的不斷努力、不斷探索、不斷查資料之下，終于將電路設(shè)計成功，在成功之時心情真的是不一樣！ 當我們拿到課程設(shè)計題目時感覺很茫然，不知道從何入手，只有一張設(shè)計要求、沒有工具、沒有資料、沒有材料，如何能完成設(shè)計要求呢！后來經(jīng)過我們?nèi)齻€人上網(wǎng)查資料，了解到電路設(shè)計好了之后可以使用Multisim對其進行仿真用Multisim10對電路進行仿真真的很方便，而且安全，還便于對電路進行修改并進行了合理的分工，木拉迪里同學負責Multisim仿真，何爾安同學負責protel制圖，收集資料，整理設(shè)計方案，實踐總結(jié) 本次設(shè)計中采用電路模塊化理念，將本來非常復(fù)雜的電路分解成一個個簡單的單元電路，然后設(shè)計單元電路，單元電路設(shè)計起來就簡單多了最后將每個單元電路連接起來便成了一個復(fù)雜的，具有特定功能的電路。