三角波发生器实验报告文档格式.docx
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20v。
3、方案的论证和选择
3.1方案的提出
3.1.1方案一：
1、由文氏桥振荡产生一个正弦波信号。
2、把文氏桥产生的正弦波通过一个过零比较器从而把正弦波转换成方波。
3、把方波信号通过一个积分器。
转换成三角波。
3.1.2方案二：
1、由滞回比较器和积分器构成方波三角波产生电路。
2、然后通过低通滤波把三角波转换成正弦波信号，再通过一个过零比较器从而把正弦波转换成方波。
3.1.3方案三：
1、由比较器和积分器构成方波三角波产生电路。
2、用折线法把三角波转换成正弦波，再通过一个过零比较器从而把正弦波转换成方波。
3.2、方案的比较与确定
3.2.1方案一：
文氏桥的振荡原理：
正反馈Rc网络与反馈支路构成桥式反馈电路。
当R1?
R2、c1?
c2。
即f?
f0时，F?
、Au?
3。
然而，起振条件为Au>
实际操作时，如果要满足振荡条件R4R3?
2时，起振很慢。
如果R4R3>
2时，正弦波信号顶部失真。
调试困难。
Rc串、并联选频电路的幅频特性不对称，且选择性较差。
因此放弃方案一。
3.2.2方案二：
把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环系统，就构成三角波发生器和方波发生器。
比较器输出的方波经积分可得到三角波、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和方波发生器。
通过低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固定频率或频率变化范围很小的情况下使用。
234然而，指标要求输出频率分别为10hz、10hZ和10hZ。
因此不满足使用低通
滤波的条件。
放弃方案二。
3.2.3方案三：
方波、三角波发生器原理如同方案二。
比较三角波和正弦波的波形可以发现，在正弦波从零逐渐增大到峰值的过程
中，与三角波的差别越来越大即零附近的
差别最小,峰值附近差别最大。
因此，根据正弦波与三角波的差别，将三角波分成若干段，按不同的比例衰减，就可以得到近似与正弦波的折线化波形。
而且折线法不受频率范围的限制。
综合以上三种方案的优缺点，最终选择方案三来完成本次课程设计。
4、硬件系统的设计
4.1方波、三角波产生电路原理
该电路由滞回比较器和积分器组成。
图中滞回比较器的输出电压uo1?
?
uz，它的输入电压就是积分电路的输出电压uo2。
则u1A的同相输入端的电位：
up?
R1?
uo1R2?
uo2R1?
令up?
un?
0，则阀值电压：
ut?
uo2?
uz?
；
积分电R1?
R2R1?
R2R2
路的输入电压是滞回比较器的输出电压uo1，而且不是?
uz，就是?
uz，所以输出电压的表达式为：
uo1?
t1?
t2?
R8?
c2?
to?
设初态时u01正好从?
uz跃变到
?
uz，则：
t0?
ut，积分电路反向积分，uo2随时间的增长线性
下降，一旦uo2?
ut，在稍减小，u01将从?
uz跃变为?
uz，使式变为：
ut，积分电路正向积分，uo2随时间增长线性增大，一旦R8?
c2
uo2?
ut，再稍微增大，u01将从?
ut跃变为?
uz，回到初态。
电路重复上述过程，因而产生自激振荡。
由上分析，u01是方波，且占空比为50%，幅值为u
z；
uo2是三角波，幅值为ut。
取正向积分过程，正向积分的起始值?
ut，终了值?
uz，积分时间为T2，代入uo2?
ut，得?
T?
ut，式中2?
R8?
ut?
R1R2uz，整理可得：
f?
R24?
4.2正弦波发生电路原理
折线法是用多段直线逼近正弦波的一种方法。
其基本思路是将三角波分成若干段，分别按不同比例衰减，所获得的波形就近似为正弦波。
下图画出了波形的4周期，用四段折线逼近正弦波的情况。
图中uImax为输入三角波电压幅值。
根据上述思路，可以采用增益自动调节的运算电路实现。
利用二极管开关和电阻构成反馈通路，随着输入电压的数值不同而改变电路的增益。
在wt?
0?
~25?
段，输出的“正弦波”用此段三角波近似，因此此段放大电路的电压增益为1。
由于wt?
25?
时，标准正弦波的值为sin25o?
0.423，这里uo?
ui?
25uImax?
0.278uImax，所以，在wt?
90?
时，输出的“正弦波”的值应为90
uo?
0..423uImax?
0.657uImax。
50?
时，输入三角波的值为ui?
0.556uImax，要求输出电压：
uo?
0.657uImax?
sin50?
0.503uImax90
，可得在25?
~50?
段，电路的增益应为?
0.503?
0.278?
0.556?
0.809?
ui
70uImax?
0.778uImax，要求输出电压：
90。
70?
sin70?
0.617uImax，可得在50?
~70?
段，电路的增益应为
篇二：
函数发生器实验报告
电子线路测试实验报告
班级：
电信1401班
xxx
xxxxxx
指导老师：
实验三：
方波—三角波函数发生器设计
一、实验目的
1.掌握方波－三角波函数发生器的设计方法与测试技术。
二、实验仪器
coss5020示波器、DF1731sD直流电源、ne5532型运算放大器（如右图）
三、实验原理
1、下图是产生方波—三角波的电路图，图中虚线右边是积分器，左边是同相输入的迟滞比
较器。
若a点断开，比较器的反相端接基准电压，即V—=0，同相端接输入电压via；
比较器输出vo1的高电平Voh接近于正电源电压+Vcc，低电平VoL接近于负电源电压—Vee。
通常将比较器的输出电压vo1从一个电平跳变到另一个电平时相应输入电压的
大小称为门限电压。
将比较器翻转时对应的条件V+=V—=0代入得到
Via?
R2
Vo1。
设Vo1=Voh=+Vcc，代入得到一个较小值，即比较器翻转的
R3?
Rp1
Vcc，设Vo1=VoL=—Vcc
，代入得到一个较大值，即
下门限电平VT?
比较器翻转的上门限电平VT?
RVcc。
R2
Vcc。
综上可知比较器的门限宽度为?
VT?
2?
（b）比较器的电压传输特性（c）方波—三角波
a点断开后组成反相积分器，它的输入信号为方波vo1，输出电压等于电容两端vo11t1
v?
dt?
vc2（t0）的电压，即：
o2
c2?
t0（R4?
Rp）2
Vcc
t?
vc2（t0）
（R4?
Rp2）c2
当积分器输入为方波时，输出时一个下降速率与上升速率相等的三角波，其形状如图（c）所示。
a点闭合，形成闭环电路，则自动产生方波—三角波。
输出Vo1为高电平+Vcc，比较器门限电压为VT—。
这时积分器开始反向积分，三角波Vo2线性下降。
当下降到VT—时，比较器翻转，输出Vo1由高电平跳到低电平,门限电压为VT+。
这时积分器又开始正向积分，Vo2线性增加。
如此反复，就可自动产生方波-三角波。
如图（c）所示，输出三角波的峰峰值就是比较器的门限宽度，即
Vo2pp?
2R2
Rp1
电路的振荡周期为T?
4R2（R4?
Rp2）c21R?
3，频率为f?
4（R4?
Rp2）c2R2R3?
我们可以得到以下结论
①方波的幅度由+Vcc和–Vee决定；
②三角波幅度可由Rp1进行调节，但会影响频率；
③调节Rp2，可调节频率，且不会影响三角波幅度，可用Rp2实现频率微调，用c2改变频率范围。
四、设计任务
频率范围:
100hz~1khz，1khz~10khz；
输出电压:
方波Vp-p≤24V，三角波Vp-p=6V；
波形特性:
方波tr＜30?
s（1khz，最大输出时）三角波?
△＜2%
五、参数设计
选用运放ne5532。
元件参数计算如下：
由Vo2m?
R2R3?
Vcc得：
R2Vo2m31
Rp1Vcc124
取R2=10kΩ，R3=20kΩ，Rp1=47kΩ则平衡电阻
R1?
R2//（R3?
Rp1）?
10k?
1R?
3
Rp2）c2R2
得R4?
Rp2?
4R2c2f
由输出频率f?
当100hz当1
1khz
时，取c2=0.1uF，R4=5.1kΩ.Rp2=100kΩ时，取c2=0.01uF以实现频率波段的转换，R4
khz?
10khz
及Rp2的取值不变，取平衡电阻R5=10kΩ。
六、电路的安装与调试
由于比较器A1与积分器A2组成正反馈闭环电路，同时输出方波与三角波，故这两个单元电路需同时安装。
需要注意的是在安装电位器Rp1与Rp2之前，先将其调整到设计值，否则电路可能会不起振。
如果电路接线正确，则在接通电源后，A1的输出Vo1为方波，A2的输出Vo2为三角波。
在频率较低时，微调Rp1，使三角波输出幅度满足设计指标要求。
再调节Rp2，则输出频率连续可变。
七、主要技术指标的测量
当f=100hz时的
波
形
如
下
图
所
示
：
当
f=1khz时的波形如下图所示：
换
挡
后
，
f=1khz
时
的
篇三：
模电实验——函数发生器实验报告
——物理jd1401陈玉成
设计目的
1.掌握信号发生器的设计方法和测试技术。
2.了解单片函数发生器Ic8038的工作原理和应用。
3.学会安装和调试分立元件与集成电路组成的多级电子电路小系统。
设计要求
1.电路能输出正弦波、方波和三角波等三种波形；
2.输出信号的频率要求可调；
3.频率范围：
100hz-1Khz，1Khz-10Khz；
输出电压：
方波Vp-p≤24V，三角
波Vp-p=6V，正弦波Vp-p=1V；
方波tr小于30us。
设计原理
1.简介
函数发生器，它能输出方波、锯齿波、三角波及正弦波四种波形，由双电源或单电源供电。
它由触发器、比较器、积分器、反向器等基本电路组成的，通过调节电容或者电阻能够改变波形的频率和幅值。
在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的信号发生器。
随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。
用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。
2.功能
函数信号发生器是一种常用的信号源，这个多功能信号发生器具有以下一些主要功能：
（1）它具有产生正弦波、方波、三角波及锯齿波四种周期性波形的功能。
（2）它具有快速、方便地能调节所产生信号的频率和幅度。
（3）它一般具有能显示所产生信号的频率和幅度。
3.方案
先产生三角波-方波，再将三角波变成正弦波。
如下框图所示。
4.优点
a、线性良好、稳定性好；
b、频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便地连续地改变频率，而且频率改变时，幅度恒定不变；
c、不存在如文氏电桥那样的过渡过程，接通电源后会立即产生稳定的波形；
d、三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其他波形。
5.电路图
6.元件参数
c1：
c1为滤波电容，其取值视8脚的波形而定，主要用来消除8脚的的寄生交流电压，若含高次谐波成分较多，则c1
一般为几十皮法至
0.1uF。
在这里我们选用0.1uF。
c2、RA、RA、Rp2：
电阻RA和Rb及电容c2构成调频回路。
因为输出频率为100hz-1Khz,1Khz-10Khz,所以取c2=4700pF，Rp2=1KΩ，RA=Rb=4.7KΩ。
RL：
方波输出端为集电极开路形式，一般在正电源与9脚之间接一电阻，其值通常取RL=（:
三角波发生器实验报告）15KΩ。
Rp1及R1：
电阻R1及电位器Rp1用来确定8脚的直流电位V8，通常取V8≥2/3Vcc。
这里取R1=20KΩ，Rp1=10KΩ。
Rp3及Rp4：
Rp3及Rp4用来用来改善正弦波的正负向失真及调节正弦波及三角波的幅度。
这里取Rp3=Rp4=100KΩ。
板子的制作
1.对各元器件进行编辑参照所给出的电路原理图，选择所需要的元器件，
将它们放置在图纸上；
再连接线路。
2.焊接
在电子制作过程中，焊接工作是必不可少的。
它不但要求将元件固定在电路板上，而且要求焊点必须牢固、圆滑，所以焊接技术的好坏直接影响到电子制作的成功与否。
焊接方法：
元件必须清洁和镀锡，电子元件保存在空气中，由于氧化的作用，元件引脚上附有一层氧化膜，同时还有其它污垢，焊接前可用小刀刮掉氧化膜，并且立即涂上一层焊锡（俗称搪锡），然后再进行焊接。
经过上述处理后元件容易焊牢，不容易出现虚焊现象。
焊接的温度和焊接的时间：
焊接时应使电烙铁的温度高于焊锡的温度，但也不能太高，以烙铁头接触松香刚刚冒烟为好。
焊接时间太短，焊点的温度过低，焊点融化不充分，焊点粗糙容易造成虚焊，反之焊接时间过长，焊锡容易流淌，并且容易使元件过热损坏元件。
焊接点的上锡数量：
焊接点上的焊锡数量不能太少，太少了焊接不牢，机械强度也太差。
而太多容易造成外观一大堆而内部未接通。
焊锡应该刚好将焊接点上的元件引脚全部浸没，轮廓隐约可见为好。
注意烙铁和焊接点的位置：
初学者在焊接时，一般将电烙铁在焊接处来回移动或者用力挤压，这种方法是错误的。
正确的方法是用电烙铁的搪锡面去接触焊接点，这样传热面积大，焊接速度快。
板子的调试与检测
1.通电前检查
电路安装完毕，首先直观检查电路各部分接线是否正确，检查电源、地线、信号线、元器件引脚之间有无短路，器件有无接错。
2.通电检查
接入电路所要求的电源电压，观察电路中各部分器件有无异常现象。
如果出现异常现象，则应立即关断电源，待排除故障后方可重新通电。
3.单元电路调试
在调试单元电路时应明确本部分的调试要求，按调试要求测试性能指标和观察波形。
调试顺序按信号的流向进行，这样可以把前面调试过的输出信号作为后一级的输入信号，为最后的整机联调创造条件。
电路调试包括静态和动态调试，通过调试掌握必要的数据、波形、现象，然后对电路进行分析、判断、排除故障，完成调试要求。
老师检查及实验结果
1.方波的测试
将示波器输入端接9脚，可得到方波的输出波形如下示：
2.三角波的测试
将示波器输入端接3脚，可得到三角波输出波形如下示：
3.正弦波的测试
将示波器输入端接2脚，可得到正弦波输出波形如下示：
设计总结与体会
经过本次课程设计，让我们对IcL8038的工作原理有了较深的理解，掌握了IcL8038的引脚功能、内部构造及其工作原理。
利用IcL8038制作出来的函数发生器具有线路简单，频率和幅度便于调节。
它可可输出正弦波、方波、三角波以及锯齿波等，输出波形稳定清晰，信号质量好，失真度小。
系统输出频率范围较宽且经济实用。
在这次课程设计的时间里，使我慢慢地学到了不少专业知识。
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