模拟电子课设正弦波方波三角波产生电路资料Word文档下载推荐.docx
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图
（1）电路功能框图
（3）元器件与参数设计
整体电路采用型号为THS4501CD的高速全差分运算放大器，工作电压为+/-15V，正弦波的稳压采用型号为1N4148的二极管，方波的稳幅采用型号为ZPD5.1的稳压二极管。
其他可变与定值电阻、电容详见元器件清单表。
1正弦波——RC桥式正弦波振荡电路（如图
（2）所示）
图
（2）RC桥式正弦波振荡电路
参数设定
1.RC串并联网络为选频网络和正反馈网络，
由图
（2）中RC的值，来确定此选频网络的频率
=1.59KHz
1_1
2二RC23.1410410》
在正弦波调频的过程中，只需要改变电阻R与电容C的大小，就可以改变正弦波的频率，实现频率从100HZ~20KH范围内连续可调，在整体电路设计中均采取可变器件实现了这一要求。
2.确定R和R（在图
（2）中R=R+R+Rrd//R1的值）
由振荡的振幅条件可知，要使电路起振，R应略大于2R,通常取R=2.1R3。
以保证电路能起振和减小波形失真。
取标称值：
R3=1.1k"
所以:
Rf=2.1Ra=2.31^1.
为了达到最好效果，Rf与F3的值还需通过实验调整后确定。
3.确定稳幅电路及其元件值
稳幅电路由R1和两个接法相反的二极管D、D2并联而成，如图⑵所示。
稳
幅二极管D、D2应选用温度稳定性较高的硅管。
当通过电流不同时，二极管的动态电阻不同，引入非线性环节，从而稳定输出电压。
而且二极管D、D2的特性必须一致，以保证输出波形的正负半周对称。
通过微调R的阻值，实现电压的微调，使幅值稳定在6V。
4.Ri的确定
由于二极管的非线性会引起波形失真，因此，为了减小非线性失真，可在二极管的两端并上一个阻值与rd（rd为二极管导通时的动态电阻）相近的电阻Ri,（R—般取几千欧，在本例中取R=1S。
）然后再经过实验调整，以达到最好效果。
2正弦波转化为方波一一滞回比较器（如图（3）所示）
VCC
15V
图（3）滞回比较器
图（3）为滞回比较器电路，双稳压管用于输出电压限幅，输出电压要求为
6V，通过改变稳压二极管的稳定电压。
R7起限流作用，本设计采取10KQ，R9和R10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。
从电路结构可知，当输入电压Ui小于某一负值电压时，输出电压Uo=-Uz；
当输入电压Ui大于某一电压时，Uo=+Uz。
又由于“虚断”、“虚短”Up=Un=0,由此可确定出翻转时的输入电压。
Up用Ui和Uo表示，有
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（4）所示。
设输入电压初始值小于-Uth，此时Uo=-Uz；
增大U,当Ui=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Ui，当Ui=-Uth时，运
放则开始进入负饱和区。
Uz
1
J
'
Uin
-Uth]0
i
Uth「
-Uz
图（4）滞回电压比较器的直流传递特性
3方波转化为三角波积分电路（如图（5）所示）
图中，先接入一个电压跟随器，提高其带负载能力，后连接积分电路，同相输入端接地，连入一10kQ的电阻，平衡电路。
电阻Rii和R14为改变三角波的幅值，其阻值根据仿真结果具体调整。
Ri2为限流电阻由于输入端不取电流，同
相端电位为零，反相端虚地，流过电容的电流与流过电阻的电流相等经计算可知当输入方波时输出为三角波。
三角波的幅值：
vi
ic=iR=-
R
11
voicdtvidt
CRCL
UomVc
R1C1
考虑到要求输出波形的频率要求，因此通过开关选择不同的电容值，C5为
低频，C6为高频。
（4）电路图与器材清单表
整体设计电路图（如图（6）所示）
器材清单表
器件名称
型号（参数）
数量（个）
运算放大器
THS4501CD
4
二极管
IN4148
2
稳压二极管
ZPD5.6
开关
Key=Space
可变电容
100nF
电容
1nF、13nF、1.1卩F
2/1/1
电位器
12kQ、2.5kQ、50kQ
2/1/1/1
100Q
电阻
10kQ
1kQ、1.1kQ、1.8kQ
1/1/1
6kQ、5kQ、100kQ
（5）电路仿真
输出波形频率:
正弦波:
停示渡器-XSC1
正弦波的频率在
6V。
100HZ~20KHZ范围内连续可调；
正弦波的输出信号幅值为
巒失真分^f-XDAl
正弦波失真度三5%
方波：
方波的频率在100HZ~20KH范围内连续可调；
方波的输出信号幅值为6V。
三角波：
爷^iSS-XSCl.狂
三角波的频率在100HZ~20KH范围内连续可调；
三角波输出信号幅值为0~2V连续可调。
整体仿真波形：
5•设计总结
（1）在本次设计中，整体的分工情况如下：
孙强、张晨：
整体方案的设计
张晨：
负责资料的收集与整理以及报告分析、总结等撰写
孙强：
负责仿真及报告中电路设计部分的撰写
在整个设计过程中，遇到问题共同分析解决，理论结合实际，最后完成的本次设计任务。
在分析，查阅相关资料后，形成了一下几种设计方案：
方案一：
首先产生方波和三角波，然后运用差分放大电路将三角波产生正弦波；
方案二：
运用集成芯
片ICL8038结合外部电路产生正弦波、方波和三角波；
方案三：
运用RC桥式正弦波振荡电路产生正弦波，再通过滞回比较器将正弦波转化为方波，最后经过积分电路后将其变为三角波。
对于方案一，考虑到对于差分放大电路的电路图比较复杂，并且一旦三角波失真度高，会导致正弦波失真，无法满足题目要求。
对于方案二，虽然其失真度易于实现，可在调节频率时没有满足要求，其基本电路图如图（7）所示，因此
本设计采用方案三，唯一的不足在于三角波波形不稳定。
图（7）ICL8038及其外围电路
（2）运用multisim仿真软件，从电路图的设计、实现、仿真到实验报告，我们都有自己的努力，在这短短的几天内，从课本理论知识到实际的理解，从题目中的简单计算到设计运用中的精心推敲，我们把模电知识的学习上升了一个层次，真正赋予了这门课程实际意义与价值。
我们充分认识到理论结合实际的重要性，
在设计过程中，我们依然会遇到一些难题，这暴露了我们理论知识掌握不够全面的弱点。
于是，遇到难题的时候，我们及时回归理论，向书本和网络求教，这种互为补充的过程帮助我们发现不足，完善自己的只是构架，体现了理论与实践并行的意义。
希望这次设计实践是一次全新的开始，我们可以在此基础上提高创新意识，发散创新思维，在专业方面做得更好！
（3）进度与时间：
2014年12月25日~2014年12月31日
（4）本次设计中存在一点不足：
产生三角波的波形不稳定。
由于积分电路中电
容的选取问题，导致三角波波形不稳定，本设计有待完善，。
6．主要参考文献
[1]康华光.电子技术基础—模拟部分.北京:
高等教育出版社,2013.12
设计及仿真报告
设计名称：
设计正弦波-方波-三角波产生电路
一、课程设计的目的
《模拟电子技术课程设计》是学习理论课程之后的实践教学环节。
目的是通过解决实际问题来巩固和加深在《模拟电子技术》课程中所学的理论知识和实验技能。
设计训练学生综合运用学过的电子技术基础知识，并去完成查找资料，选
择、论证方案，设计电路，安装调试，分析结果，撰写报告等工作。
使学生初步掌握模拟电子电路设计的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力，为后续课程的学习、毕业设计和毕业后的工作打下一定的基础。
本实验用Multisim软件完成正弦波-方波-三角波产生电路的设计。
设计所用仪器设备（包括仿真用的设备）
器材清单表:
四综示波器
一一一
失真分析仪
万用表
3
频率计
三、设计所用电路
XDA1
THD
R1□□□*
四、设计仿真结果
整体仿真波形:
S3
五、讨论
1、设计中发生的问题
A.在确定设计方案时，需要考虑周全，一旦确定方案就不要更
改，对于方案中遇到的问题要仔细考虑，寻求方法解决，切不可遇到问题就更改方案，从而未能完成设计要求，并且造成时间上的浪费。
B.在调节正弦波波形时，需要仔细调节阻值，一方面需要使其产生自激振荡，又不能使其失真太过严重，因此调节阻值需要慢慢调节。
C.在之前调整波形的失真度时，用失真分析仪测得的失真度特别
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