波形发生电路 要求:设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波和正弦波的波形发生器。 指标:输出频率分别为:102HZ、103HZ和104Hz;方波的输出电压峰峰值VPP≥20V (1)方案的提出 方案一: 1、由文氏桥振荡产生一个正弦波信号。 2、把文氏桥产生的正弦波通过一个过零比较器 从而把正弦波转换成方波。 3、把方波信号通过一个积分器。转换成三角波。 方案二: 1、由滞回比较器和积分器构成方波三角波产生电路。 2、然后通过低通滤波把三角波转换成正弦波信号。 方案三: 1、由比较器和积分器构成方波三角波产生电路。 2、用折线法把三角波转换成正弦波。 (2)方案的比较与确定 方案一: 文氏桥的振荡原理:正反馈RC网络与反馈支路构成桥式反馈电路。当R1=R2、C1=C2。即f=f0时,F=1/3、Au=3。然而,起振条件为Au略大于3。实际操作时,如果要满足振荡条件R4/R3=2时,起振很慢。如果R4/R3大于2时,正弦波信号顶部失真。调试困难。RC串、并联选频电路的幅频特性不对称,且选择性较差。因此放弃方案一。 方案二: 把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环系统,就构成三角波发生器和方波发生器。比较器输出的方波经积分可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波和方波发生器。 通过低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固 定频率或 频率变化 范 围 很小 的情 况 下 使 用。然而,指标要求输出频率分别为102HZ、103HZ和104Hz 。因此不满足使 用低通滤波的条件。放弃方案二。 方案三: 方波、三角波发生器原理如同 方案二。 比较三角波和正弦波的波形可以发现,在正弦波从零逐渐增大到峰值的过程中,与三角波的差别越来越大;即零附近的差别最小,峰值附近差别最大。因此,根据正弦波与三角波的差别,将三角波分成若干段,按不同的比例衰减,就可以得到近似与正弦波的折线化波形。而且折线法不受频率范围的限制。 综合以上三种方案的优缺点,最终选择方案三来完成本次课程设计。 (3)工作原理: 1、方波、三角波发生电路原理 该电路由滞回比较器和积分器组成。图中滞回比较器的输出电压u01=Uz,它的输入电压就是积分电路的输出电压u02。则U1A的同相输入端的电位:1 01202up=1212R uRuRRRR,令up=un=0,则阀值电压:1022RUtuUzR ;积分电路的输入电压是滞回比较器的输出电压 u01,而且不是+Uz,就是-Uz,所以输出电压的表...