方波·三角波转换.doc

一方波、三角波发生器 设计目的1．学习由运算放大器构成的方波——三角波发生器电路，提高对运算放大器非线性应用的结识2．掌握方波——三角波发生电路的分析、设计和调试措施3．熟悉常用仪表，理解电路调试的基本措施4．培养综合应用所学知识来指引实践的能力法二、 设计规定1.复习教材中波形发生电路的原理 2.根据所给的性能指标，设计一种方波、三角波发生器，计算电路中的元件参数， 3.设计一种能产生方波、三角波信号发生器，4.能同步输出一定频率一定幅度的2种波形：方波、和三角波；5.可以用±12V或±15V直流稳压电源供电6.画出标有元件值的电路图，制定出实验方案，选择实验仪器设备7实现方波和三角波输出电压：方波输出幅值，可以输出拟定频率的三角波三、 原理图四、 设计阐明书1、设计题目方波、三角波发生器2设计目的1．学习由运算放大器构成的方波——三角波发生器电路，提高对运算放大器非线性应用的结识2．掌握方波——三角波发生电路的分析、设计和调试措施3．熟悉常用仪表，理解电路调试的基本措施4．培养综合应用所学知识来指引实践的能力法3、设计规定1.复习教材中波形发生电路的原理 2.根据所给的性能指标，设计一种方波、三角波发生器，计算电路中的元件参数， 3.设计一种能产生方波、三角波信号发生器，4.能同步输出一定频率一定幅度的2种波形：方波、和三角波；5.可以用±12V或±15V直流稳压电源供电6.画出标有元件值的电路图，制定出实验方案，选择实验仪器设备。

4、设计过程实验器材1) uA741 2片2) 稳压管（4.3或5.3V） 2只3) 15k电位器 1只4) 1k欧姆电阻 1只5) 10k欧姆电阻 2只6) 7.5 k欧姆电阻 1只7) 0.15uF电容 1只8) ±15V直流电源 2台 9) 万用表 1台10）示波器 实验原理1．滞回电压比较器图1为一种滞回电压比较器电路，双稳压管用于输出电压限幅，R3起限流作用，R2和R1构成正反馈，运算放大器当up>un时工作在正饱和区，而当un>up时工作在负饱和区从电路构造可知，当输入电压uin不不小于某一负值电压时，输出电压uo= -UZ；当输入电压uin不小于某一电压时，uo= +UZ运算放大器在两个饱和区翻转时up=un=0，由此可拟定出翻转时的输入电压up用uin和uo表达，有根据翻转条件，令上式右方为零，得此时的输入电压Uth称为阈值电压。

滞回电压比较器的直流传递特性如图2所示设输入电压初始值不不小于-Uth，此时uo= -UZ ；增大uin，当uin=Uth时，运放输出状态翻转，进入正饱和区如果初始时刻运放工作在正饱和区，减小uin ，当uin= -Uth时，运放则开始进入负饱和区 图1 滞回电压比较器 图2 滞回电压比较器的直流传递特性如果给图1所示电路输入三角波电压，其幅值不小于Uth ，设t = 0时，uo= -UZ ，其输出波形如图3所示可见，输出为方波图3 输入为三角波时滞回电压比较器的输出波形2．方波——三角波发生器给图1所示的滞回电压比较器级联一积分器，再将积分器的输出作为比较器的输入，如图4所示由于积分器可将方波变为三角波，而比较器的输入又正好为三角波，因此可定性判断出，图4电路的输出电压uo1为方波，uo2为三角波，如图5所示下面分析其振荡周期图4 方波——三角波发生器积分器输出电压从-Uth增长到+Uth所需的时间为振荡周期T的一半，由积分器关系式或 注意到，故 振荡频率则为 图5 方波——三角波发生器的输出波形3．方波——三角波发生器的设计 （1）双稳压二极管的稳定电压根据方波幅值选用，电阻R3根据双稳压二极管的最大电流拟定。

（2）电阻R1和R2根据三角波的幅值拟定3）电阻R和电容C则根据振荡频率规定拟定，电容C的值不适宜太大，以减小积分误差实验环节 1．滞回电压比较器直流传递特性的测定按图6接线（电路图特写），R1=10kΩ、R2=20kΩ、R3=3.3kΩ、UZ≈6V、U+= +15V，U-= -15V，最后在面包板上形成这样的电路(电路连线镜头)给比较器加一合适频率和幅值的正弦电压，用示波器观测并记录传递特性和输出波形（教杆指向波形,方波），并测定阈值电压 (a) (b) 图6 (a) 滞回电压比较器 (b)UA 741稳压二极管的封装2．方波——三角波发生器实现按图7接线（电路图特写），用示波器观测uo1和 uo2的波形（教杆指向波形），其中uo1为方波，uo2为三角波最后规定测出其幅值和频率图7 方波——三角波发生器注意事项 1．接线前用数字多用表测量电阻、电容参数，并作好记录2．观测振荡波形时，注意两个输出电压的相位关系3. 运算放大器的电源线、地线切勿接错，否则容易损坏集成片。

4．运算放大器uA741的封装图与技术参数请预习有关附录5、设计总结这次课程设计的题目比较实用，方波三角波都是比较常用的电压信号，使我对抽象的理论有了具体的结识通过对方波、三角波发生器的设计，我掌握了常用元件的辨认和测试；熟悉了常用的仪器仪表通过对方波、三角波发生器的设计，我还深刻结识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性并且通过对此课程的设计，我不仅懂得了此前不懂得的理论知识，并且也巩固了此前懂得的知识最重要的是在实践中理解了课本上的知识，明白了学以致用的真谛通过这次仿真，掌握了方波、三角波产生的原理和措施，以及其她某些比较简朴的波形的产生和转换最重要的是设计电路时参数的选用和搭建一种工程电路的逻辑和措施在设计的过程中，培养了独立思考问题的能力和自学的能力虽然，在设计时遇到种种问题，但是，通过认真的思考和查找有关资料，还是可以独立完毕的目前已经具有设计简朴电路的思想和措施个人感觉收获最大的就是学会了设计电路的这种措施和分析问题解决问题的思想 。