電子技術課程設計-方波三角波正弦波發(fā)生器(編輯修改稿)
2024-12-05 10:14 本頁面
【文章內容簡介】 形，因為負載的變動將拉動波形的崎變 。 方案二原理框圖 圖 2 正弦波、方波、三角波信號發(fā)生器的原理框圖 RC 正弦波振蕩電路、電壓比較器、積分電路共同組成的正弦波 — 方波 — 三角波函數發(fā)生器的設計方法， 電路框圖如上。 先通過 RC 正弦波振蕩電路產生正弦波，再通過電壓比較器產生方波，最后通過 積分電路 形成三角波。 此電路具有良好的正弦波和方波信號。但經過積分器電路產生的同步三角波信號，存在難度。原因是積分器電路的積分時間常數是不變的，而隨著方波信號頻率的改變，積分電路輸出的三角波幅度同時改變。若要保持三角波幅度不變，需同時改變積分時間常數的大小。 積分電路 RC 正弦波振蕩電路 電壓比較器 正弦波 方波 三角波 3 函數發(fā)生器的選擇 方案 函數發(fā)生器一般是指能自動產生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器。根據用途不同，有產生三種或多種波形的函數發(fā)生器，使用的器件可以是分立器件 (如低頻信號函數發(fā)生器 S101 全部采用晶體管 )，也可以采用集成電路 (如單片函數發(fā)生器模塊 8038)。為進一步掌握電路的基本理論及實驗調試技術，本課題未采用單片函數發(fā)生器模塊 8038。 方案一的電路結構、思路簡單，運行時性能穩(wěn)定且能較好的符合設計要求，且成本低廉、調整方便，關于輸出正弦波波形的變形，可以通過可變電阻的調節(jié)來調整。而方案二，關于三角 波的缺陷，不是能很好的處理，且波形質量不太理想，且頻率調節(jié)不如方案一簡單方便。綜上所述，我們選擇方案一。 3．各組成部分的工作原理 方波發(fā)生電路的工作原理 圖 3 由 555 定時器組成的多諧振蕩器 利用 555 與外圍元件構成 多諧 振蕩器， 來產生方波的原理 。 用 555 定時器組成的多諧振蕩器如圖 3 所示。接通電源后，電容 C2 被充電，當電容 C2 上端電壓 Vc 升到 2Vcc/3 時使 555 第 3 腳 V0 為低電平，同時 555 內放電三極管 T導通，此時電容 C2 通過 R Rp 放電， Vc 下降。當 Vc 下降到 Vcc/3 時， V0 翻轉為高電 4 平。電容器 C2 放電所需的時間為 tpL= ( R3 +Rp) C2ln2 (31) 當放電結束時， T 截止， Vcc 將通過 R R Rp 向電容器 C2 充電， Vc 由 Vcc/3 上升到 2Vcc/3 所需的時間為 tpH= (R1+R3+ Rp) C2ln2=( R1+R3+ Rp) C2 (32) 當 Vc 上升到 2Vcc/3 時，電路又翻轉為低電平。如此周而復始，于是，在電路的輸出端就得到一個 周期性的矩形波。電路的工作波形如圖 4，其震蕩頻率為 f=1/（ tpL+tpH） =(R1+2R3+2Rp) C2 (33) 圖 4 由 555 定時器組成的多諧振蕩器工作波形 方波 三角波轉換電路的工作原理 圖 5 積分電路產生三角波 RC 積分電路是一種應用比較廣泛的模擬信號運算電路。在自動控制系統中，常用積分電路作為調節(jié)環(huán)節(jié)。此外， RC 積分電路還可以用于延時、定時以及各種波形的產生或變換。 由 555 定時器組成的多諧振蕩器 輸出的方波經 C4 耦合輸出， 如 圖 5 所示為 RC 積分 5 電路， 再經 R 與 C 積分，構成接近三角波 。其基本原理是電容的充放電原理。 三角波 正弦波轉換電路的工作 原理 圖 6 三角波產生正弦波原理圖 原理：采用低通濾波的方法將三角波變換為正弦波 。 總電路圖 圖 7 函數發(fā)生器總電路圖 總電路圖的原理： 555 定時器接成多諧振蕩器工作形式， C2 為定時電容， C2 的充電回路是 R2→ R3→ RP→ C2； C2 的放電回路是 C2→ RP→ R3→ IC 的 7 腳 (放電管 )。由于R3+RP》 R2，所以充電時間常數與放電時間常數近似相等，由 IC 的 3 腳輸出的是近似對稱方波。按圖所示元件參數，其頻率為 1kHz 左右，調節(jié)電位器 RP 可改變振蕩器的頻率。方波信號經 R C5 積分網絡后，輸出三角波。 三角波再經 R C6 積分網絡，輸出近似
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