1、.課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：方波三角波正弦波函數(shù)轉(zhuǎn)換器系 別：電子電氣工程系專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí)：2011級(jí)五班姓 名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：日 期：目錄1.設(shè)計(jì)內(nèi)容級(jí)要求21.1設(shè)計(jì)內(nèi)容：21.2設(shè)計(jì)要求：22.系統(tǒng)組成及系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路22.1系統(tǒng)組成：22.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路：33.各單元電路的工作原理43.1方波產(chǎn)生工作原理：43.2方波三角波產(chǎn)生工作原理：63.3三角波正弦波產(chǎn)生工作原理：74.電路仿真與結(jié)果分析94.1電路仿真：94.2 結(jié)果分析：115.設(shè)計(jì)心得與體會(huì)111. 設(shè)計(jì)內(nèi)容級(jí)要求1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容： 利用模擬電路所學(xué)習(xí)內(nèi)容，設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)轉(zhuǎn)換器，使之先產(chǎn)生方波，再由

2、方波產(chǎn)生三角波，再由三角波產(chǎn)生正弦波。1.2設(shè)計(jì)要求：1 產(chǎn)生方波的幅值為4V；2 產(chǎn)生三角波的占空比可調(diào)，峰-峰值為4V；3 產(chǎn)生正弦波的幅值為±4V；4 設(shè)計(jì)各部分電路參數(shù)；5 用Protel軟件繪制所設(shè)計(jì)電路圖；6 用EDA軟件或MATLAB軟件對(duì)所設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真。7 按要求撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。2.系統(tǒng)組成及系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路2.1系統(tǒng)組成：本系統(tǒng)包括三個(gè)部分組成：第一部分：比較器電路第二部分：積分器電路第三部分：差分放大器電路2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路：比較器輸出的方波經(jīng)積分器得到三角波，三角波到正弦波的變換電路主要由差分放大器來完成。差分放大器具有工作點(diǎn)穩(wěn)定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強(qiáng)等

3、優(yōu)點(diǎn)。特別是作為直流放大器時(shí)，可以有效地抑制零點(diǎn)漂移，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。原理框圖：系統(tǒng)設(shè)計(jì)總電路圖：3.各單元電路的工作原理3.1方波產(chǎn)生工作原理：如圖所示為方波產(chǎn)生電路。此電路由反相輸入的滯回比較器和RC電路組成。RC回路即作為遲滯環(huán)節(jié) 又作為反饋網(wǎng)絡(luò)通過RC沖、放電實(shí)現(xiàn)輸出狀態(tài)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。設(shè)某一時(shí)刻 輸出電壓Uo=+Uz則同相輸入端電位Up=+Ut,Uo通過R3對(duì)電容C正向充電如圖中箭頭所示。反相輸入端電位n 隨時(shí)間的增長而逐漸增高當(dāng)t趨于無窮時(shí)Un趨于+Uz但是Un=+Ut再稍增大Uo從+Uz躍變?yōu)?Uz與此同時(shí)Up

4、從+Ut躍變?yōu)?UT。隨后Uo又通過R3對(duì)電容反相充電，如圖中虛線箭頭所示。Un隨時(shí)間逐漸增長而減低，當(dāng)T趨于無窮大時(shí)，Un趨于-Uz。但是，一旦Un=-Uz再減小UO就從-Uz躍變?yōu)?Uz，UO從-Ut躍變?yōu)?Ut，電容又開是正向充電。上述過程周而復(fù)始，電路產(chǎn)生了自激振蕩。3.2方波三角波產(chǎn)生工作原理：如圖所示為方波三角波產(chǎn)生電路。在電路的左邊為同相滯回比較器，右邊為積分運(yùn)算電路。同相滯回比較器的輸出高低電平分別為 Uoh=+Uz ，Uol=-Uz 積分運(yùn)算電路的輸出電壓Uo作為輸入電壓，A1同相輸入端的電位Up1=uo1·R1/(R1+R2+R6)+Uo·(R2+R6)

5、/(R1+R2+R6)。令Up1=Un1=0并將uo1=±Uz帶入得±Ut=±Uz·R1/(R2+R6)。合閘通電通常C上電壓為0。設(shè)Uo1 Up1 Uo1。直至Uo1 =Uz；積分電路反向積分t Uo，一旦Uo過-Ut ，Uo1從+Uz躍變?yōu)?Uz。積分電路正向積分t Uo，一旦Uo過+Ut ，Uo1從-Uz躍變?yōu)?Uz，返回第一暫態(tài)。 重復(fù)上述過程，產(chǎn)生周期性的變化，即振蕩。由于積分電路反向積分和正向積分的電流大小均為Uo1/(R3+R7)使得U0在一個(gè)周期內(nèi)的下降時(shí)間和上升時(shí)間相等，且斜率的絕對(duì)值也相等，因而將方波轉(zhuǎn)換為三角波。3.3三角波正弦波產(chǎn)

6、生工作原理：如圖所示為三角波正弦波產(chǎn)生電路。該電路利用差分放大電路的非線性傳輸特性可以實(shí)現(xiàn)三角波正弦波的變換對(duì)于典型差分放大電路的差模傳輸特性，它的輸出電流（電壓）與差模輸入電壓之間的關(guān)系符合雙曲正切函數(shù)的變化規(guī)律。當(dāng)三角波的正負(fù)峰值正好對(duì)應(yīng)于差分放大管的截止電壓時(shí)，晶體管集電極電流接近于正弦波，從而實(shí)現(xiàn)了三角波正弦波的變換。4.電路仿真與結(jié)果分析4.1電路仿真： 方波電路仿真：三角波電路仿真：正弦波電路仿真：方波三角波電路仿真：三角波正弦波電路仿真：方波三角波正弦波函數(shù)轉(zhuǎn)換器電路仿真：4.2 結(jié)果分析： 本次設(shè)計(jì)仿真結(jié)果基本與設(shè)計(jì)要求相符，但是仍然存在誤差，同時(shí)也存在一些不足的地方，設(shè)計(jì)方案有待進(jìn)一步改進(jìn)。5.設(shè)計(jì)心得與體會(huì)通過這次課程設(shè)計(jì)方波-三角波-正弦波電流的轉(zhuǎn)換，學(xué)習(xí)到了多，使我受益匪淺，不僅學(xué)習(xí)到了專業(yè)知識(shí)與技能，更重要的是收獲到了經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使我掌握了如何識(shí)別常用元件，實(shí)際操作起來很困難，要將實(shí)際和理論聯(lián)系起來需要不斷的下功夫，它和課本上的知識(shí)有很大聯(lián)系，但又高于課本，一個(gè)看似很簡單的電路，要?jiǎng)邮职阉O(shè)計(jì)出來就比較困難了，因?yàn)槭窃O(shè)計(jì)要求我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中注意這一點(diǎn)，要把課