正弦波方波三角波发生器设计

一 设计的目的及任务 1.1 设计目的 1 掌握电子系统设计的一般方法。 2 培养综合应用理论知识指导实践的能力。 3 掌握电子元件的识别和测试。 4 了解电路调试的基本方法。 1.2 设计任务和要求 1 设计一个能产生正弦波方波三角波的函数转换器。 2 能同时输出一定频率一定幅度的3 种波形：正弦波、方波和三角波。3 可以用±12V 或±15V 直流稳压电源供电。 1.3 课程设计的技术指标 1 输出波形频率范围 0.02hz～20khz 且能连续可调。 2 正弦波幅值为±2V。 3 方波幅值为 2V。 4 三角波峰峰值为 2V 且占空比可调。 二 方案比较与论证 2.1 方案一 方案一采用LC 正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路，构成正弦波-方波-三角波函数转换器。LC 正弦波振荡电路具有容易起振、振幅大、频率调节范围宽等特点，但是输出波形较差。 LC 正弦波振荡电路 电压比较器 积分电路 图 2.1.1 方案一 原理框图 2 2.2 方案二 方案二采用石英晶体正弦波振荡电路产生正弦波，石英晶体正弦波振荡电路具有振荡频率稳定度高的优点，但其频率调节性能较差且受环境温度影响大。 石英晶体正弦波振荡电路 电压比较器 积分电路 图 2 .2 .1 方案二 原理框图 2.3 方案三 方案三首先用一个 RC 振荡电路产生正弦波，然后在用一个电压比较器产生方波，最后在方波基础上利用积分电路产生三角波。电路框图如图 2.3.1 所示。 RC 正弦波振荡电路 电压比较器 积分电路 图 2.3.1 方案三 原理框图 综上三种方案，方案一虽然对频率的调节性能好，但输出波形较差；方案二振荡频率稳定性好，但频率不易调节，且受环境影响大，对电子元件要求也较高；方案三能实现频率的连续可调，具有简单容易操作等优点，而且对电子元件的要求也不高，都为常用元件。综上所述，方案三为最佳方案。 3 三 系统组成及工作原理 3.1 正弦波发生电路的工作原理 3.1.1 产生正弦波的振荡条件 所谓正弦振荡，是指在不加任何输入信号的情况下，由电路自身产生一定频率、一定幅值的正弦波电压输出。 (a) (b) 图 3.1.1 正弦波振荡电路的方框图 正弦波振荡电路的方框图如图 3.1.1 示，上一方框为放大电路，下一方框为反馈网络。 图（b）中，电路和闸通电后，在电扰动下，对于某一特定频率f0 的信号形成正反馈。 由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，最终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。即 表明正弦波振荡电路的...