能将正弦波变成同频率方波的电路_积分电路输出波形

能将正弦波变成同频率方波的电路_积分电路输出波形设计题目如何实现正弦波方波与三角波信号之间的变换.doc15 -内蒙古工业大学信息工程学院课程学习报告设计题目:如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换课程名称: 模拟电子技术班 级:

设计题目如何实现正弦波方波与三角波信号之间的变换.doc   15 –   内蒙古工业大学信息工程学院   课程学习报告   设计题目:如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换   课程名称: 模拟电子技术   班 级: 通信 10-1 班   姓 名:   学 号:   成 绩:   指导教师:   设计题目:如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换   一、课题设计任务与要求   1、输出电压:0-1V之间   2、频率范围:20Hz-20kHz之间   3、信号频率:1KHz的正弦波、2KHz的方波和三角波   任务如下:   1KHz的正弦波   2KHz的正弦波   2KHz的方波   2KHz的三角波   二、总体电路设方案   (1)函数信号发生器设计思路   ①产生正弦波可以通过RC文氏电桥正弦波振荡电路,通过控制RC的值达到选频即控制频率大小的目的。   ②产生的方波经RC积分电路后输出,得到三角波,为调节幅值,则用电压跟随器隔离三角波输出端,再用电位器接在运放输出端调节电压输出幅值。   ③要先产生方波,就必须先用电压比较器和稳压管组成方波产生电路,为调节幅值,则用专用的电压跟随器隔离方波产生端,再用电位器接在运放输出端调节电压输出幅值。   (2)函数信号发生器原理   函数信号发生器是一种用来产生特定需要波形信号的装置,比较常见的有方波、三角波、正弦波和锯齿波发生器。本实验用来产生正弦波–方波–三角波信号。   ?正弦波发生器:采用RC桥式振荡电路实现输出为正弦波。   ②正弦波转换成方波发生器:采用电压比较器与稳压管相结合,实现输出为方波。   ③方波转三角波发生电路:将RC积分电路与运放结合,实现方波转三角波。   (图一) 正弦波发生电路图   (图二)正弦波转换成方波发生电路图   (图三)方波转换成三角波发生电路图 V01/R2=V02/R1 # “#,##0”   三、电路设计与原理说明   1、正弦波发生电路的工作原理   正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波,我们一般在放大电路中引入正反馈,并创造条件,使其产生稳定可靠的振荡。正弦波产生电路的基本结构是:引入正反馈的反馈网络和放大电路。其中:接入正反馈是产生振荡的首要条件,它又被称为相位条件;产生振荡必须满足幅度条件;要保证输出波形为单一频率的正弦波,必须具有选频特性;同时它还应具有稳幅特性。因此,正弦波产生电路一般包括:放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅电路等各部分。   RC文氏电桥的正弦波振荡电路中,RC为串、并联选频网络,接于运算放大器的输出与同相输入端之间,构成正反馈,以产生正弦自激振荡。其余部分是带有负反馈的同相放大电路,R1、R2、Rp构成负反馈网络,调节Rp课改变负反馈的反馈系数,从而调节放大电路的电压增益,使其满足振荡的幅值条件。图中二极管D1、D2的作用是有利于正弦波的起振和稳定输出幅值,改善输出波形。当输出电压V0的幅值很小时,D1、D2开路,等效电阻Rf较大,Avf=Vo/Vp=(R1+Rf)/R1较大,有利于起振;而当输出电压V0的幅值较大时,二极管D1、D2导通,Rf减小,Avf随之下降,v0幅值趋于稳定。   2、正弦波转方波发生电路的工作原理   在单限比较器中,输入电压在阀值电压附近的任何微小变化,都将引起输出电压的跃变,不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。因此,虽然单限比较器很灵敏,但是抗干扰能力差。而滞回比较器具有滞回特性,即具有惯性,因此也就具有一定的抗干扰能力。从反向输入端输人的滞回比较器电路如图1a所示,滞回比较器电路中引人了正反馈。从集成运放输出端的限幅电路可以看出,UO=±UZ。集成运放反相输人端电位UP=UI同相输入端电位   此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+Ut。Uo通过R3对电容C正向充电,反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高,当t趋于无穷时,Un趋于+Uz;但是,一旦Un=+Ut,再稍增大,Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-Ut。随后,Uo又通过R3对电容C反向充电,如图中虚线箭头所示。Un随时间逐渐增长而减低,当t趋于无穷大时,Un趋于-Uz;但是,一旦Un=-Ut,再减小,Uo就从-Uz跃变为+Uz,Up从-Ut跃变为+Ut,电容又开始正相充电。上述过程周而

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