基于Multisim的方波三角波發(fā)生器的設(shè)計(jì)與仿真

1、cad第三次作業(yè)基于multisim 的方波、三角波發(fā)生器的設(shè)計(jì)與仿真學(xué) 院：電子信息工程學(xué)院年 級(jí)：2008級(jí)專 業(yè)：自動(dòng)化姓 名：包明明學(xué) 號(hào)：00718085 完成日期：2010年5月30日方波、三角波發(fā)生器的設(shè)計(jì)與仿真一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)方波、三角波發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法。2.學(xué)會(huì)用multisim10對(duì)設(shè)計(jì)的波形發(fā)生器進(jìn)行仿真與分析。二.實(shí)驗(yàn)原理（1）.圖1因?yàn)榫匦尾妷褐挥袃煞N狀態(tài)，不是高電平，就是低電平，所以電壓比較器是它的重要組成部分；因?yàn)楫a(chǎn)生振蕩，就是要求輸出的兩種狀態(tài)自動(dòng)地相互轉(zhuǎn)換，所以電路中必須引入反饋；因?yàn)檩敵鰻顟B(tài)應(yīng)按一定的時(shí)間間隔交替變化，即產(chǎn)生周期性變化，所以電路中要有延

2、遲環(huán)節(jié)來確定每種狀態(tài)維持的時(shí)間。矩形波發(fā)生電路由反相輸入的滯回比較器和rc電路組成。rc回路既作為延遲環(huán)節(jié)，又作為反饋網(wǎng)絡(luò)，通過rc充、放電實(shí)現(xiàn)輸出狀態(tài)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。電壓傳輸特性如圖所示。圖2將方波電壓作為積分運(yùn)算電路的輸入，在其輸出就得到三角波電壓。方波幅值uom=uz方波震蕩周期t=2r3c2ln(1+2r1/r2)其振蕩頻率為f=1/t三角波幅值uos=ut三.仿真內(nèi)容對(duì)圖1所示電路進(jìn)行瞬態(tài)分析，仿真結(jié)果如下：圖3由上圖知：方波幅值=3.162 三角波幅值=10.9當(dāng)方波發(fā)生電路的輸出電壓uo1=+uz時(shí)，積分運(yùn)算電路的輸出電壓uo2將線性下降；而當(dāng)uo1=-uz時(shí)，uo2將線性上升。用示

3、波器查看輸出io1、io2的波形，如圖4所示：圖4從示波器上看出電路的振蕩周期為1.4ms方波震蕩周期理論值為t=2r3c2ln(1+2r1/r2)1.39ms（2）.由于圖1所示電路中存在rc電路和積分電路兩個(gè)延遲環(huán)節(jié)，在實(shí)用電路中，將他們”合二為一”，即去掉方波發(fā)生電路中的rc回路，使積分運(yùn)算電路即作為延遲環(huán)節(jié)，又作為方波變?nèi)遣娐?。滯回比較器改為同相輸入。原理圖如圖5所示：方波幅值uom=uz方波震蕩周期t=2r3c2ln(1+2r1/r2)三角波幅值uos=ut（其中ut=（r1r2）uz）三角波振蕩周期t=4r1r5c/r2 其振蕩頻率f= r2/4r1r5c 由上圖知：方波幅值=

4、3.2 三角波幅值=1.6。此測(cè)量值與理論值相符。從示波器上看出電路的振蕩周期為1.8ms三角波振蕩周期理論值t=4r1r5c/r21.8ms調(diào)整電壓比較器的電路參數(shù)r1和r2可以改變uc（電容c2兩端的電壓，即集成運(yùn)放反響輸入端點(diǎn)位un）的幅值，即改變?nèi)遣ǖ姆?。調(diào)整電阻r1、r2、r3和電容c的數(shù)值可以改變電路的振蕩頻率。而要調(diào)整方波的振幅，則要換穩(wěn)壓管以改變uz，此時(shí)uc的幅值也將隨之變化。r1改為20k后的瞬態(tài)分析結(jié)果如下圖所示：三角波幅值等于方波幅值（符合理論值ut=（r1r2）uz）對(duì)電路進(jìn)行溫度掃描，掃描結(jié)果如下圖所示：對(duì)io2的溫度掃描 對(duì)io1的溫度掃描環(huán)境溫度-10、30度時(shí)失真最大。對(duì)電路進(jìn)行靈敏度分析，分析結(jié)果如下圖所示：又上分析知r1對(duì)輸出io2（方波）的影響比較大，因?yàn)閞1是限流電阻，它的大小直接影響方波幅值的大小。四總結(jié)通過本次試驗(yàn)加深了我對(duì)方波三角波發(fā)生器的工作原理的理解，學(xué)會(huì)了用本仿真軟件對(duì)波形發(fā)生器的基本分析方法和在分析仿真過程中的注意事項(xiàng)。參考書目：【1】黃志瑋.基于 ni multisim的電子電路計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)與分析. 電子工業(yè)出版社. 【2】童詩白，華成英。