正弦波方波三角波发生电路.docx

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正弦波方波三角波发生电路

正弦波、方波、三角波发生电路

　　一、设计目的及要求:

　　1.1、设计目的:

　　掌握波形产生电路的设计、组装和调试的方法;

（1）.

（2）.熟悉集成电路:

集成运算放大器LM324，并掌握其工作原理。

　　1.2、设计要求:

（1）设计波形产生电路。

（2）信号频率范围:

100Hz——1000Hz。

　　（3）信号波形:

正弦波。

　　　　二、实验方案:

　　方案一:

　　为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。

但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。

如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。

反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。

为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。

选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。

正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。

正弦波发生电路的组成:

放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路。

　　产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似。

只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端，产生了足够的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈。

在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信号，无所谓附加相移。

　　（a）负反馈放大电路（b）正反馈振荡电路

　　图1振荡器的方框图

　　比较图1（a）和（b）就可以明显地看出负反馈放大电路和正反馈振荡电路的区别了。

由于

　　，，，,振荡电路的输入信号=0，所以=。

由于正、负号的改变，正反馈的放大倍数为:

XXXiif

　　thethree.Third,seriouslyimplementtheCentral,provincial,municipalandCountypartyCommitteeontheestablishmentofasoundworkstyleconstructionviewsofthelong-actingmechanismandontheimplementationofthethreeSunscallsforfurtherstrengtheningofeducationadministrationandsupervisionofpartymembersandcadres,fromthe...Acceptsupervisionandearnestlygrasp,balance,twopromotion,importantjobhimself,theSecretaryofdevelopment,majorissuespersonally.5.stronglysupportsaccountabilitydisciplinediscipline.Administrativeprovisionsonstrictenforcementofpartymembersandcadrestoaskallthedisciplineinspectionandsupervisioncadresinaccordancewiththeironitselfmustbeahardrequirement,adheretotheresponsibilitiesandplay,earnestlyfulfilltheirdutiesofsupervisionandaccountabilityforZhiJI.ZhenintofullplayandtheoversightroleoftheCommission,establishandimprovethevillagerulesandcommunityconventions,promotingjointpublicandservingthesunshinepubliclyavailableimplementationoftheplatformforaction.Disciplineinhandlingcases,adheretofindalongwithscrutiny,toappointtheinterferenceandresistance,backedbycourageous,findtheproblemcorrected,powerfulmaintenancetheseriousnessofresponsibilityofuncorrupted.ActivelypromotethedisciplineCommitteedetailedswitchand,casting,tree-generatingactivities.Promote

　　，.A，，，式中是放大电路的放大倍数，F是反馈网络的放大倍数。

A,Af，，1,AF

　　振荡条件:

AF,1

　　幅度平衡条件:

,=1AF

　　相位平衡条件:

=,+,=,2n,AFAF

　　振荡器在刚刚起振时，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一些，即要求|AF|,1

　　这称为起振条件。

既然，起振后就要产生增幅振荡，需要靠三极管大信号运用时|AF|,1

　　的非线性特性去限制幅度的增加，这样电路必然产生失真。

这就要靠选频网络的作用，选出失真波形的基波分量作为输出信号，以获得正弦波输出。

　　也可以在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以调节放大电路的增益，从而达到稳幅的目的。

　　　　方案二:

　　电压比较器RC充放电反馈回路

　　占空比可调积分电路

　　锯齿波矩形波方波

　　积

　　分低频滤波电正弦波路三角波

　　比例放大电路，得到需要幅值;峰峰

　　值的信号波

　　　　图2方波、三角波、正弦波、锯齿波信号发生器的原理框图

　　该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端，即可组成矩形波信号发生器。

然后经过积分电路产生三角波，通过改变方波的占空比不仅可以得到锯齿波，还可得到额外的矩形波。

三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。

然后将各种信号通过比例放大电路得到需要幅值;峰峰值的信号波

　　该电路具有结构、思路简单，运行时性能稳定且能较好的符合设计要求，对原器件要求不高，且成本低廉、调整方便。

　　为更好理解两种电路的结构及原理，本文采用方案一产生正弦波，方案二产生方波和三

　　角波。

　　　　三、设计步骤:

　　3.1、RC正弦波振荡电路

　　RC串并联网络的电路如图3所示。

RC串联臂的阻抗用Z表示，RC并联臂的1

　　　　图3RC串并联网络阻抗用Z表示。

其频率响应如下2

　　R2,,Z,R，（1/jC）Z,R//（1/jC）,1112221，jRC,22

　　.,.VZR/（1，jRC）f2222F,,,,,.Z，ZR，（1/jC）+[R/（1，jRC）]1211222Vo

　　R2,,,[R，（1/jC）]（1，jRC），R11222

　　R2,,,R，（1/jC）+jRRC，RC/C，R111222212

　　1,RC112,（1，，），j（,）RC12RC,RC2121

　　谐振频率为

　　1f=02πRRCC1212

　　当R=R，C=C时，谐振角频率和谐振频率分别为:

1212

　　11f,,,，00RC2,RC

　　幅频特性

　　.11F,,,,RC12222120,RC（1，，），（,）3，（,）12RCRC,,,21210相频特性

　　,,10,,RC,12,,,RC021arctgarctg,,,,,FRC3121，，RC21

　　.1当f=f时的反馈系数，且与频率f的大小无关，此时的相角=0:

。

即调节,F,00F3

　　谐振频率不会影响反馈系数和相角，在调节频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。

　　　　3.2、基本文氏桥振荡电路

　　RC文氏桥振荡器的电路如图4所示，RC串并联网络是正反馈网络，另外还增加了R3和R负反馈网络。

　　　　图4RC文氏桥振荡器

　　CR和CR正反馈支路与RR负反馈支路正好构成一个桥路，称为文氏桥。

当C、、、1122341=C、R=R时212

　　..V1fF,,.3Vo

　　,=0:

　　1f=02πRC

　　为满足振荡的幅度条件,,=1，所以A?

3。

加入RR支路，构成串联电压负反馈AFf34

　　R3A,1，,3fR4

　　f0由于A,3。

这时正反馈超过了负反馈，说明频率为的扰动会被再生的放大，导致f

　　整个电路进入一个幅度不断增长的振荡过程中。

此时电路是不稳定的。

　　如下图所示

　　图5>3时产生波形Af

　　3.2参数设计及运算

　　3.2.1器件选择

　　集成运算放大器（LM324）,二极管（1N4934），示波器（XSC1）,固定电容（1nF）,可变电容

　　（0,9nF）,及各种型号电阻。

　　　　3.2.2参数计算

　　1R,158K,f0,根据稳定振荡条件:

在选频网络中，选择,根据频率的变化范围2,RC

　　100Hz,1000Hz计算可变电容器C值如下;

　　1f100,,100HZ,max2RC

　　1Cmax,,10nF,2，158，100000

　　1,100HZ,max2，158，1000，C

　　同理，

　　1f,,1000HZ1000,2RCmin

　　1,1000HZ3,2，158，10，Cmin

　　1C,,1nFmin6,2，158，10

　　1nF0nF,9nF所以选择可变电容器的范围在之间变化,与电容并联，总电容在1nF~10nF内变化，而且保持两个可变电容同时变化。

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