正弦波,方波,三角波,且占空比可调,频率可调,幅度可调

一、设计题目：波形发生器的设计（二）

方波/三角波/正弦波/锯齿波函数发生器

二、设计目的 

1、 研究正弦波等振荡电路的振荡条件。 

2、 学习波形产生、变换电路的应用及设计方法以及主要技术指标的测试方法。 

三、设计要求及主要技术指标 

设计要求：设计并仿真能产生方波、三角波及正弦波等多种波形信号输出的波形发生器。

1、方案论证，确定总体电路原理方框图。 

2、单元电路设计，元器件选择。 

3、仿真调试及测量结果。 

主要技术指标 

1、正弦波信号源：信号频率范围20Hz～20kHz 连续可调；频率稳定度较高。信号幅度可以在一定范围内连续可调；

2、各种输出波形幅值均连续可调，方波占空比可调；

3、设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限，还可以进一步测出其输出电压的范围。

四、仿真需要的主要电子元器件 

1、运算放大电路 2、滑线变阻器 3、电阻器、电容器等 

五、设计报告总结（要求自己完成，不允许抄袭）。

1、 对所测结果（如：输出频率的上限和下限，输出电压的范围等）进行全面分析，总结振荡电路的振荡条件、波形稳定等的条件。 

2、 分析讨论仿真测试中出现的故障及其排除方法。 

3、 给出完整的电路仿真图 。

4、 体会与收获。

1．正弦波输出电路

如图所示为频率可调、幅度可调的正弦波振荡电路。该电路由两级移相电路和一级分线性反相放大器串接而成。移相电路采用集成运算放大器A1、A2和RC的组合。由于反相器A3的相移是180o，所以，两级移相电路也应移相180o，以保证电路振荡所要求的总相移360o的条件。二极管D1、D2在电压较低时动态电阻很大，所以As组成的反相电路增益很高，保证电路的起振。当振荡幅度升高时，D1、D2的动态电阻越来越小，降低了电路的增益，从而使输出幅度得到稳定。由于二极管有较大的死区电压，所以小信号输出时波形有间断，故附加了电阻R2。 

电路的振荡频率为： f=1/（2∏C）

调节电位器R11和R12可以改变频率。由于移相电路不对振幅产生影响，所以，频率的调节不影响振幅的稳定性。调节R12可使频率变化约为10倍，超过此范围后其调节作用已不明显，这时可通过R11进行调节。该电路的最高频率受运算放大器转移速率和移相电路的，为了进一步提高频率，可将与电位器串接的电阻R1短路，这时最高频率可达100kHz以上，但输出幅度较小，而且调节幅度时也会影响频率。调节电位器R13可改变输出幅度。输出的正弦波V1。按图中元件数值，电路的频率可调节范围为300Hz ～15kHz，波形失真小于1％

2，方波输出电路

，在正弦波的基础上通过LM339AD比较器稳定输出方波，可通过R15小幅调节占空比，但方波幅值不可调。R15调节范围0/100~~2/100，占空比约为0/100~~50/100之间，通过正弦波发生器中的R13可大幅度调节占空比。

3．三角波和锯齿波发生器

通过LM741CN运放，且由R18和C3组成积分电路，在方波基础上输出三角波，通过调节方波占空比可以产生锯齿波，当方波占空比为50/100时，输出三波。

4．三种波形的综合输出

一．正弦波输出波形

当每个变阻器的阻值为50/100时输出波形

二，方波发生器、

改变占空比输出波形

三．三角波输出波形

改变方波占空比输出锯齿波

三种波形同时输出、

总结：正弦波，三角波，方波频率，连续可调，范围大约在331HZ~23KHZ。

正弦波幅度可调，27mV~11。7V之间。

方波占空比可调，0/100~50/100之间连续可调。

三角波峰值可调节，但调节波动太大，945V~1。49MV之间

最佳调节范围，R11 为0/100~100/100；

              R12为0/100~100/100；

              R13为21/100~80/100；

先将R15的值调为0，待电路起振后再调节其阻值，为0/100~65/100之间。