方波三角波轉(zhuǎn)換

1、一方波、三角波發(fā)生器 設(shè)計(jì)目的1學(xué)習(xí)由運(yùn)算放大器組成的方波三角波發(fā)生器電路，提高對運(yùn)算放大器非線性應(yīng)用的認(rèn)識。2掌握方波三角波發(fā)生電路的分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。3熟悉常用儀表，了解電路調(diào)試的基本方法4培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識來指導(dǎo)實(shí)踐的能力法二、 設(shè)計(jì)要求1.復(fù)習(xí)教材中波形發(fā)生電路的原理。 2.根據(jù)所給的性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)一個方波、三角波發(fā)生器，計(jì)算電路中的元件參數(shù)， 3.設(shè)計(jì)一個能產(chǎn)生方波、三角波信號發(fā)生器，4.能同時輸出一定頻率一定幅度的2種波形：方波、和三角波；5.可以用±12V或±15V直流穩(wěn)壓電源供電6.畫出標(biāo)有元件值的電路圖，制定出實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。7實(shí)現(xiàn)方波和

2、三角波輸出電壓：方波輸出幅值，。能夠輸出確定頻率的三角波三、 原理圖四、 設(shè)計(jì)說明書1、設(shè)計(jì)題目方波、三角波發(fā)生器2設(shè)計(jì)目的1學(xué)習(xí)由運(yùn)算放大器組成的方波三角波發(fā)生器電路，提高對運(yùn)算放大器非線性應(yīng)用的認(rèn)識。2掌握方波三角波發(fā)生電路的分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。3熟悉常用儀表，了解電路調(diào)試的基本方法4培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識來指導(dǎo)實(shí)踐的能力法3、設(shè)計(jì)要求1.復(fù)習(xí)教材中波形發(fā)生電路的原理。 2.根據(jù)所給的性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)一個方波、三角波發(fā)生器，計(jì)算電路中的元件參數(shù)， 3.設(shè)計(jì)一個能產(chǎn)生方波、三角波信號發(fā)生器，4.能同時輸出一定頻率一定幅度的2種波形：方波、和三角波；5.可以用±12V或±15

3、V直流穩(wěn)壓電源供電6.畫出標(biāo)有元件值的電路圖，制定出實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。 4、設(shè)計(jì)過程實(shí)驗(yàn)器材1) uA741 2片2) 穩(wěn)壓管（4.3或5.3V） 2只3) 15k電位器 1只4) 1k歐姆電阻 1只5) 10k歐姆電阻 2只6) 7.5 k歐姆電阻 1只7) 0.15uF電容 1只8) ±15V直流電源 2臺 9) 萬用表 1臺10）示波器 實(shí)驗(yàn)原理1滯回電壓比較器圖1為一種滯回電壓比較器電路，雙穩(wěn)壓管用于輸出電壓限幅，R3起限流作用，R2和R1構(gòu)成正反饋，運(yùn)算放大器當(dāng)up>un時工作在正飽和區(qū)，而當(dāng)un>up時工作在負(fù)飽和區(qū)。從電路結(jié)構(gòu)可知，當(dāng)輸入電壓uin

4、小于某一負(fù)值電壓時，輸出電壓uo= -UZ；當(dāng)輸入電壓uin大于某一電壓時，uo= +UZ。運(yùn)算放大器在兩個飽和區(qū)翻轉(zhuǎn)時up=un=0，由此可確定出翻轉(zhuǎn)時的輸入電壓。up用uin和uo表示，有根據(jù)翻轉(zhuǎn)條件，令上式右方為零，得此時的輸入電壓Uth稱為閾值電壓。滯回電壓比較器的直流傳遞特性如圖2所示。設(shè)輸入電壓初始值小于-Uth，此時uo= -UZ ；增大uin，當(dāng)uin=Uth時，運(yùn)放輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，進(jìn)入正飽和區(qū)。如果初始時刻運(yùn)放工作在正飽和區(qū)，減小uin ，當(dāng)uin= -Uth時，運(yùn)放則開始進(jìn)入負(fù)飽和區(qū)。 圖1 滯回電壓比較器 圖2 滯回電壓比較器的直流傳遞特性如果給圖1所示電路輸入三角波電壓，

5、其幅值大于Uth ，設(shè)t = 0時，uo= -UZ ，其輸出波形如圖3所示?？梢?，輸出為方波。圖3 輸入為三角波時滯回電壓比較器的輸出波形2方波三角波發(fā)生器給圖1所示的滯回電壓比較器級聯(lián)一積分器，再將積分器的輸出作為比較器的輸入，如圖4所示。由于積分器可將方波變?yōu)槿遣?，而比較器的輸入又正好為三角波，因此可定性判斷出，圖4電路的輸出電壓uo1為方波，uo2為三角波，如圖5所示。下面分析其振蕩周期。圖4 方波三角波發(fā)生器積分器輸出電壓從-Uth增加到+Uth所需的時間為振蕩周期T的一半，由積分器關(guān)系式或 注意到，故 振蕩頻率則為 圖5 方波三角波發(fā)生器的輸出波形3方波三角波發(fā)生器的設(shè)計(jì) （1）雙

6、穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓根據(jù)方波幅值選取，電阻R3根據(jù)雙穩(wěn)壓二極管的最大電流確定。 （2）電阻R1和R2根據(jù)三角波的幅值確定。（3）電阻R和電容C則根據(jù)振蕩頻率要求確定，電容C的值不宜太大，以減小積分誤差。實(shí)驗(yàn)步驟 1滯回電壓比較器直流傳遞特性的測定按圖6接線（電路圖特寫），R1=10k、R2=20k、R3=3.3k、UZ6V、U+= +15V，U-= -15V，最后在面包板上形成這樣的電路(電路連線鏡頭)。給比較器加一適當(dāng)頻率和幅值的正弦電壓，用示波器觀察并記錄傳遞特性和輸出波形（教桿指向波形,方波），并測定閾值電壓。 (a) (b) 圖6 (a) 滯回電壓比較器 (b)UA 741穩(wěn)壓二極管的

7、封裝2方波三角波發(fā)生器實(shí)現(xiàn)按圖7接線（電路圖特寫），用示波器觀察uo1和 uo2的波形（教桿指向波形），其中uo1為方波，uo2為三角波。最后要求測出其幅值和頻率。圖7 方波三角波發(fā)生器注意事項(xiàng) 1接線前用數(shù)字多用表測量電阻、電容參數(shù)，并作好記錄。2觀察振蕩波形時，注意兩個輸出電壓的相位關(guān)系。3. 運(yùn)算放大器的電源線、地線切勿接錯，否則容易損壞集成片。4運(yùn)算放大器uA741的封裝圖與技術(shù)參數(shù)請預(yù)習(xí)有關(guān)附錄。5、設(shè)計(jì)總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)的題目比較實(shí)用，方波三角波都是比較常用的電壓信號，使我對抽象的理論有了具體的認(rèn)識。通過對方波、三角波發(fā)生器的設(shè)計(jì)，我掌握了常用元件的識別和測試；熟悉了常用的儀器儀表。通過對方波、三角波發(fā)生器的設(shè)計(jì)，我還深刻認(rèn)識到了“理論聯(lián)系實(shí)際”的這句話的重要性與真實(shí)性。而且通過對此課程的設(shè)計(jì)，我不但知道了以前不知道的理論知識，而且也鞏固了以前知道的知識。最重要的是在實(shí)踐中理解了書本上的知識，明白了學(xué)以致用的真諦。通過這次仿真，掌握了方波、三角波產(chǎn)生的原理和方法，以及其他一些比較簡單的波形的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換。最主要的是設(shè)計(jì)電路時參數(shù)的選取和搭建一個工程電路的邏輯和方法。在設(shè)計(jì)的