波形发生器实验报告1

任意波形发生器的设计 第一部分 设计内容 一、任务 利用运算放大器设计并制作一台信号发生器，能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号，其系统框图如图所示。 二、要求 1 不使用单片机，实现以下功能： （1）至少能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波四种周期性波形；在示波器上可以清晰地看清楚每种波形。20 分 （2）输出信号的频率可通过按钮调节；（范围越大越好）20 分 （3）输出信号的幅度可通过按钮调节；（范围越大越好）20 分 （4）输出信号波形无明显失真；10 分 （5）稳压电源自制。10 分 （6）其他 2 种扩展功能。20 分 信号发生器系统框图 第二部分 方案比较与论证 方案一、 以 555 芯片为核心，分别产生方波，三角波，锯齿波，正弦波电路配置如图 1所示 U1LMC555CNGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2VCC6VR11kΩR262kΩR620kΩKey=B50%C310nFIC=0VC110nFIC=0VC4100uFC7470nFIC=0VC8100nFIC=0VR410kΩR52kΩR72kΩC6100nFIC=0VC510uFR3510ΩLED1 图 1 信号产生 参数调整 稳压电源 信号放大 信号输出 此方案较简单，但是产生的频率不够大最后输出正弦波时，信号受干扰大。 方案二‘ 由简单的分立元件产生，可以利用晶体管、LC 振荡回路，积分电路的实现方波三角波，正弦波的产生。 此方案原理简单但是调试复杂，受干扰也严重。 方案三、采用集成运放如（LM324）搭建 RC 文氏正弦振荡器产生正弦波，正弦波的频率，幅度均可调，再将产生的正弦波经过过零比较器，实现方波的输出，再由方波到三角波和锯齿波。 此方案电路简单，在集成运放的作用下，可以较容易的测到所需的波形。通过调整参数可以得到较完美的波形。 实际设计过程采用方案三，基本原理如图 2 所示 基本设计原理框图（图 2） 第三部分：电路原理及电路设计 电路的构成： 1、正弦波 采用 RC 桥式振荡器（如图 3）, R C 串并联网络是正反馈网络，R f 和 R 1 为负反馈网络。 正弦波发生器方波三角波正弦波过零比较器积分器通过改变积分电路的充放电时间可以输出锯齿波。 图（3 ） 为满足振荡的幅度条件| FA |=1，所以Af≥3。加入 Rf、R1 支路，构成串联电压负反馈。 当电路达到稳定平衡状态时： 3•VA 31of •VVFV RCffπ210  由以上原理可设计出产生正弦波的电路图： U1ALM324AJ321141D1DIODE_VIRTUALC10.01uF R14.7kOhm R44.7kOhm R215kOhm C20.01uF R310kOhm V...