1、方波-三角波產生電路一、技術指標 方波-三角波產生電路，要求方波和三角波的重復頻率為500Hz，方波脈沖幅度為6-6.5V，三角波為1.5-2V，振幅基本穩定，振蕩波形對稱，無明顯非線性失真。二、設計方案及其比較 采用電壓比較器和積分器同時產生方波和三角波。其中電壓比較器產生方波，對其輸出波形進行一次積分產生三角波，該電路的優點是十分明顯的：1、線性良好，穩定性好；2、頻率易調，在幾個數量級的頻帶范圍內，可以方便的連續的改變頻率，而且頻率改變時，幅度恒定不變；3、三角波和方波在半周期內是時間的線性函數，易于變換其他波形。因此本實驗采用同相遲滯電壓比較器和積分器同時產生方波和三角波的方案。2.1

2、.1方波產生電路：方波產生電路是一種能夠直接產生方波或矩形波的非正弦信號發生電路。利用施密特觸發器，再增加少量電阻、電容原件，由于方波或矩形波的頻率成分非常豐富，含有大量的諧波，該方波發生器常稱為多諧振蕩器，如圖1所示，和組成的積分負反饋電路。 圖一：基本方波產生電路 圖二：雙向限幅的方波產生電路方波產生工作波形：該發生器具有負反饋和正反饋，其中電路的正反饋系數為： . 有關參數計算： 周期： 頻率： 幅值： 三角波發生器 矩形波經過積分就變成三角波。它是在遲滯比較器的基礎上,增加了一個由R C組成的積分電路,把輸出電壓經過R C反饋到比較器的反相端.在比較器的輸出端引入限流電阻R和兩個背靠背

3、的雙向穩壓管就組成了雙向限幅房波發生電路.由于比較器中的運放處于正反饋狀態,因此一般情況下,輸出電壓V0與輸入電壓V1不成線性關系,只有在輸出電壓V0發生跳變瞬間,集成運放兩個輸入電壓才可近似等于零即Vid=0或Vp=Vn=V1是輸出電壓V0轉換的臨界條件。即Vid=0或Vp=Vn=V1是輸出電壓V0轉換的臨界條件。三角波發生器工作波形：方案一 圖三：三角波發生電路1有關參數計算：周期： 頻率： 幅值： 圖四：三角波產生電路2有關參數計算：周期： 頻率： 幅值： 方案比較 根據原理兩個方案的原理圖可知，兩種方案均能夠達到實驗要求。具體區別是方案一采用RC振蕩和部分正反饋使電路持續不斷的產生方波

4、以及三角波，二方案二整個電路采用積分電路而替代了RC使之能夠產生方波以及三角波。這種方法在實際中比較可行。在此基礎上在兩個運放的輸出端加上發光二級管和限流電阻，使得在電路的調試，排查錯誤的過程更加方便。實現方案 圖五：實現方案使用的電路元件清單：電阻 ： R2 10K R3 1k R5 3k RV1 10k集成模塊： LM324 2個 電容： 47 uf 1個穩壓管： 2個導線： 若干面包板： 1個 關于LM324： LM324器件為帶有真差動輸入的四運算放大器每一個封裝四個放大器，該放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下，低輸入偏置電流，最大100納安。具有內部補償的功能。圖六：

5、LM324引腳圖原理：運算放大器可以和兩個電阻構成同向輸入施密特觸發器，由此可產生穩定的方波，運算放大器可以喝RC構成積分電路，二者形成閉合的回路，即可構成方波-三角波發生器。因為矩形波電壓只有兩種狀態，不是高電平就是低電平，所以電壓比較器是它的重要部分，選擇LM324來實現電路，并在反向輸出端加上平衡電阻，抑制溫度漂移。電路由正相輸出的滯回比較器和RC組成，RC回路既作為延遲回路，又作為反饋環節，通過RC的充放電實現電路的自動轉換。而在實現電路中是將RC充放電路用積分電路替代。滯回比較器的輸出以及積分電路的輸出互為另一個電路的輸入。工作工程：電壓比較器在是翻轉，從低電平跳到高電平，或者從高電

6、平跳到低電平。高電平是，低電平是，由于三角波的輸入是比較器的輸出，所以，比較器的閾值可得三角波的輸出為： .由于上升到幅值需要的時間為T/4，所以有積分器的原理可得三角波的幅值為： .可得三角波的周期： .有關參數計算： 各元件作用：R4與R5：平衡電阻C1與RV1：決定積分時間常數。R1與R2：R1與R2的比值決定運算放大器的觸發翻轉電平，決定三角波的輸出幅度。D1與D2：雙向穩壓管，限制和穩定方波的幅度。調試過程及結論安裝方波-三角波電路（1）把兩塊LM324集成塊插入面包板中。（2）分別把各電阻放入適當位置。（3）按圖接線，注意運放的4端和11端要接電源，以及接地線的布置。調試方波-三角

7、波電路（1）接通電源后，用示波器進行觀察。（2）觀察示波器，出現正確波形后，調節使之達到要求的周期。注意事項：把兩部分的電路接好，進行整體測試和觀察。 針對和階段出現的問題，逐個排查校檢，使其滿足實驗要求。使其產生方波和三角波。 由于電壓比較器與積分器組成正反饋閉環電路，同時輸出方波和三角波，故這兩個單元電路可以同時安裝。需要注意的是，安裝電位器之前要將其調整到設計值，否則，電路可能不起振。如果電路接線正確，則在接通電源后，比較器的輸出為方波，積分器的輸出為三角波，使方波的輸出幅度滿足設計指標要求，則輸出頻率可調。按設計圖安裝好電路，穩壓電源輸出的+12V接到集成運放324的7腳，-12V接到

8、集成運放324的4腳。4.2 結論 經過調試后，會出現完整的波形圖。經過分析知道,方波的波形開始時有少量失真,隨著電路的逐漸穩定,失真基本上消除。并且方波輸出的幅值為6V,基本上符合設計要求.三角波的波形只有少量失真,幅值可達到要求的符合要求。而所有信號產生的頻率都與方波和三角波產生模塊所設置的頻率一致。可認為此次設計符合均要求。 圖七：方波波形 圖八：三角波波形心得體會 這個學期學習了很多有關模電的課程，包括模電，模電實驗，電子線路輔助設計以及關于模電的課程設計。足以見得模電的重要性。在對于理論知識的學習中，對于我還是有些難度的，但是通過模電實驗以及protues軟件的學習，加強了對理論知識

9、的應用，得出一些結論，有助于記憶。這次課程設計選擇了方波-三角發生器，是比較簡單的。因為模電課本上有示例電路以及對應的原理講解，在理解方面比較容易。但是設計出不同的電路還是有一些難度的，由于課本上的實例在某些方面限制了創新，所以我設計的兩個不同的電路在一定程度上是有些雷同的。 在面包上連線的時候是自己親手連的，最開始的時候對面包板的特性還不夠深入了解，連錯了電路，還有因為設計布局不夠合理，也重新練了一次。特別是在連接導線的時候，要先側臉好導線的長度，然后用剪刀剪短的時候要多留出一截，再將絕緣層剝開的時候留出的腳要足夠長可以固定好導線。以免碰撞彈出面包板，造成接觸不良。必須使連線在集成電路周圍通過，不允許跨接在集成電路上，也不得使導線互相重疊在一起，盡量做到橫平豎直，這樣有利于查線，更換元器件及連線。 因此在連接之前要先做好布局，使電路電路盡量看起來簡單明了，也便于檢查電路。在開始接通電源驗證的時候，由于示波器不是很好使用，過程中要有耐心。最后在完成報告的時候運用的protues進行電路的繪圖，熟悉了軟件，