能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器(用741)

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

模 拟 电 子 技 术

—— 课 程 设 计 报 告

题目： 信

号发生器

专业：

班级：学号：姓名：

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指导老师：

目录（信号发生器）

1 信号发生器的总方案及原理框图

1.1 电路设计原理框图

1.2 电路设计方案设计

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

2 设计的目的及任务

2.1 课程设计的目的

2.2 课程设计的任务与要求

2.3 课程设计的技术指标

3 各部分电路设计

3.1 正弦波产生电路的工作原理

3.2 正弦波——方波发生电路的工作原理

3.3 方波——三角波转换电路的工作原理

3.4 电路的参数选择与计算

3.5 总电路图

4 电路的仿真

4.1 正弦波发生电路仿真

4.2 方波——三角波发生电路的仿真

5 电路的安装与调试

5.1 正弦波发生电路的安装与调试

5.2 正弦波——方波的安装与调试

5.3 方波——三角波的安装与调试

5.4 总电路的安装与调试

5.5 电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法

6 电路的实验结果

6.1 正弦波发生电路的实验结果

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

6.2 正弦波——方波转换电路的实验结果

6.3 方波——三角波转换电路的实验结果

6.4 实测电路误差分析及改进方法

7 实验总结

1 信号发生器的总方案及原理框图

1.1 电路设计原理框图

电路设计原理框图如图1所示。

三

角波

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

图1 电路设计原理框图

1.2 电路设计方案设计

1、 采用RC串并联网络构成的RC桥式振

荡电路产生正弦波。

2、 将第一级送出的正弦波经过第二级的

滞回电压比较器输出方波。

3、 将第二级的方波通过第三级的积分器

输出三角波。

4、 电路完成。

2 设计的目的及任务

2.1 课程设计的目的

1、 学习用集成运放构成正弦波、方波、三

角波发生器。

2、 学习波形发生器的调整和主要性能指

标的测试方法。

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

2.2 课程设计的任务与要求

1、 设计出能产生正弦波、方波和三角波的

函数发生器。

2、 完成电路的仿真操作，并安装实际电

路。

3、 完成对焊接电路的检验工作。

4、 确保无误后，安装芯片，接入电源，开

始测试。

5、 调试，实现功能并记录测试数据的结

果。

6. 教师检查并评分，上交设计作品，完成实验报告。

要求

1、 了解电路设计原理，清楚设计内容。

2、 掌握Multisim8软件的使用和电路的测

试方法。

3、 电路原理图绘制正确（即仿真电路图）。

4、 电路仿真达到技术指标。

5、 掌握电路的指标测试方法。

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

6、 实际电路达到技术指标。

2.3 课程设计的技术指标

1、 输出为正弦波、方波、三角波三种波形。

2、 输入的电压均为双极性。

3 各部分电路设计

3.1 正弦波产生电路的工作原理

1、 RC桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡

器）

图2为RC正弦波振荡器。

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

图2 RC桥式正弦波振荡器

电路中RC串、并联电路构成正反馈

支路，同时兼做选频网络，R1、R2、RP

及二极管等元件构成反馈和稳幅环节。调

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

节电位器R7，可以改变负反馈深度，满足

振荡的振幅条件和改善波形。

电路的振荡频率 f0 1

2 R9C3

起振的幅值条件 (R4+R13+R5)/R168>=2

式中，R R R (R并联r),r为二极管正向导通电阻 。

调整反馈电阻R7（调R），使电路起振，

且波形失真最小。如果不能起振，则说明

负反馈太强，应适当加大R。如果波形失fRP23DDRP7

真严重，应适当减小。

改变选频网络的参数C或R，即可调节

振荡频率。一般采用改变电容C作为频率

量程切换，而调节R作为量程内频率细调。

3.2 正弦波——方波发生电路的工作原理

电压滞回比较器

如图2所示，前半部分（到Uo2处）及

滞回电压比较器。滞回电压比较器电路时电R7

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

压比较器的基础上增加了正反馈元件R4、R5。由于集成运放工作于非线性状态，那么它输出只可能有两种状态：正向饱和电压+Uom和负向饱和电压-Uom。当U+ >U-时，输出正饱和电压，当U+<U-时，输出负饱和电压。这样便能出现方波。

3.3 方波——三角波转换电路的工作原理

积分器

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

图2 三角波、方波发生器（红色部分为仿真

时需要，实焊电路时不需要）

若把滞回比较器和积分器收尾相连形

成正反馈闭环系统，如图2 所示，则比较

器输出的方波经积分器可得到三角波，三

角波又触发比较器，自动翻转形成方波，

这样即可构成三角波、方波发生器。由于

采用运放组成的积分电路，因此可实现横

流充电，使三角波线性大大改善。

电路的振荡频率 f0=R2／(4*R11*C3)

方波幅值 U U

三角波幅值 Uom=R5/R4*Uz omZ

R调节R可以改变振荡频率，改变比值RRP1

2

可以调节三角波的幅值。

3.4 电路的参数选择与计算

实训时，R3、Rf改为2.4K，R6改为1.8K，稳压管为6.2V RP为35%

根据以上公式计算得

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

正弦波电路的振荡频率是 f0=0.34*10^3Hz 起振的幅值条件 Rf/R1=2.1V>2V

方波、三角波的电路的振荡频率是 f0=1*10^3Hz

方波幅值 Uom=-6.2V

三角波幅值 U=12.4V

3.5 总电路图

图4为仿真时总电路图

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

图4 仿真总电路图

4 电路的仿真

4.1 正弦波发生电路仿真

图5为正弦波仿真图

图5 正弦波仿真图

4.2 方波——三角波发生电路的仿真

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

图6 方波仿真图

图7 三角波仿真图

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

5 电路的安装与调试

5.1 正弦波发生电路的安装与调试

5.2 正弦波——方波的安装与调试

5 电路的安装与调试

5.1 正弦波发生电路的安装与调试

5.2 正弦波——方波的安装与 5.3 方波—

—三角波的安装与调试

5.4 总电路的安装

与调试

5.5 电路安装与调试中遇到

的问题及分析解决方法

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

周一下午，由汪老师领我们到实训大楼仿真室，进行仿真操作并发放元器件，由于实验室的元件和要求参数有些差异，最终按实验室所有的元件进行发放。经检查，仿真图无误，且测试成功，当天傍晚，便开始排板和焊接。由于这次的电路的元器件并不多，，而且元器件也比较好辨认，所以没花太长时间。

周二晚上，板子已经焊接完成。周三上午我们到光电子室进行调试。刚开始出现了畸形波，经检查，发现时示波器出了问题。换一台后，再进行调试，在三个点分别测试，示波器上分别出现了正弦波、方波和三角波，测试成功。经老师检查后，确认无误，便上交作品并进行了评分。

6 电路的实验结果

6.1 正弦波发生电路的实验结果

6.2 正弦波——方波转换电路的实

验结果

能产生方波,三角波,正弦波的信号发生器

6.3 方波——三角波转换电路的实

验结果

6.4 实测电路误差

图8 实物图

正弦波 周期：1ms 幅值：147V

方波 周期：1ms 幅值：5V

三角波 周期：1ms 幅值：2.53.5V

实际电路的参数值和仿真时选择的有一定得差异，所以实测出来的值与实验前计算值有差异。

7 实验总结

在仿真还是焊接等过程中要注意细节问题，只有细心才能减少不必要的麻烦。