用集成運放組成的正弦波、方波、三角波產(chǎn)生電路

1、物理與電子工程學院模擬電路課程設計 題目: 用集成運放組成的正弦波、方波、三角波產(chǎn)生電路 專 業(yè) 電子信息工程專業(yè) 班 級 14級電信1班 學 號 1430140227 學生姓名 鄧清鳳 指導教師 黃川 完成日期： 2015 年 12 月目 錄1 設計任務與要求32 設計方案33設計原理分析54實驗設備與器件84.1元器件的引腳及其個數(shù)84.2其它器件與設備85實驗內(nèi)容95.1 RC正弦波振蕩器95.2方波發(fā)生器115.3三角波發(fā)生器136 總結(jié)思考147 參考文獻15用集成運放組成的正弦波、方波、三角波產(chǎn)生電路 姓名：鄧清鳳 電子信息工程專業(yè)摘要 本設計是用12V直流電源提供一個輸入信號，函

2、數(shù)信號發(fā)生器一般是指自動產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的電壓波形的電路或儀器。電路形式可采用由運放及分立元件構(gòu)成：也可以采用單片機集成函數(shù)發(fā)生器。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，本課題采用UA741芯片搭建電路來實現(xiàn)方波、三角波、正弦波的電路。關鍵詞 直流穩(wěn)壓電源12V UA741集成芯片 波形 函數(shù)信號發(fā)生器1 設計任務與要求（1）并且在proteus中仿真出來在同一個示波器中展示正弦波、方波、三角波。（2）在面包板上搭建電路，并完成電路的測試。（3）撰寫課程設計報告。（4）答辯、并提交課程設計報告書 2 設計方案方案一：采用UA741芯片用集成運放組成的正弦波、方波、三角波產(chǎn)生電

3、路 優(yōu)點：分立元件結(jié)構(gòu)簡單，可用常用分立元器件，容易實現(xiàn)，技術成熟，完全能夠達到技術參數(shù)的要求，造價成本低。 缺點：設計、調(diào)試難度太大，周期太長，精確度不是太高。 圖1 集成運放組成的正弦波、方波、三角波產(chǎn)生電路 方案二：用8038制作的多波形信號發(fā)生器 優(yōu)點：具有在發(fā)生溫度變化時產(chǎn)生低的頻率漂移，最大不超過50ppm；具有正弦波、三角波和方波等多種函數(shù)信號輸出；正弦波輸出具有低于1的失真度；三角波輸出具有01高線性度；具有0001Hz1MHz的頻率輸出范圍；工作變化周期寬，298之間任意可調(diào)；高的電平輸出范圍，從TTL電平至28V；易于使用，只需要很少的外部條件 缺點：成本較高。 圖2 80

4、38制作的多波形信號發(fā)生器注：本課題只采用方案一：采用UA741芯片用集成運放組成的正弦波、方波、三角波產(chǎn)生電路3設計原理分析 由集成運放構(gòu)成的正弦波、方波和三角波發(fā)生器有多種形式，本實驗選用最常用的，線路比較簡單的幾種電路加以分析。1、 RC橋式正弦波振蕩器（文氏電橋振蕩器）圖3為RC橋式正弦波振蕩器。其中RC串、并聯(lián)電路構(gòu)成正反饋支路，同時兼作選頻網(wǎng)絡，R1、R2、RW及二極管等元件構(gòu)成負反饋和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。調(diào)節(jié)電位器RW，可以改變負反饋深度，以滿足振蕩的振幅條件和改善波形。利用兩個反向并聯(lián)二極管D1、D2正向電阻的非線性特性來實現(xiàn)穩(wěn)幅。D1、D2采用硅管（溫度穩(wěn)定性好），且要求特性匹配，才能

5、保證輸出波形正、負半周對稱。R3的接入是為了削弱二極管非線性的影響，以改善波形失真。電路的振蕩頻率 起振的幅值條件 2 式中RfRWR2（R3 / rD），rD 二極管正向?qū)娮?。調(diào)整反饋電阻Rf（調(diào)RW），使電路起振，且波形失真最小。如不能起振，則說明負反饋太強，應適當加大Rf。如波形失真嚴重，則應適當減小Rf。改變選頻網(wǎng)絡的參數(shù)C或 R，即可調(diào)節(jié)振蕩頻率。一般采用改變電容C作頻率量程切換，而調(diào)節(jié)R作量程內(nèi)的頻率細調(diào)。圖3 RC串并聯(lián)正弦波振蕩器2、方波發(fā)生器由集成運放構(gòu)成的方波發(fā)生器和三角波發(fā)生器，一般均包括比較器和RC積分器兩大部分。圖4所示為由滯回比較器及簡單RC 積分電路組成的方波

6、三角波發(fā)生器。它的特點是線路簡單，但三角波的線性度較差。主要用于產(chǎn)生方波，或?qū)θ遣ㄒ蟛桓叩膱龊?。電路振蕩頻率 式中R1R1'RW' R2R2'RW" 方波輸出幅值 Uom±UZ三角波輸出幅值調(diào)節(jié)電位器RW（即改變R2R1），可以改變振蕩頻率，但三角波的幅值也隨之變化。如要互不影響，則可通過改變Rf（或Cf）來實現(xiàn)振蕩頻率的調(diào)節(jié)。圖4所示為由滯回比較器及簡單RC 積分電路組成的方波三角波發(fā)生器3、三角波和方波發(fā)生器如把滯回比較器和積分器首尾相接形成正反饋閉環(huán)系統(tǒng)，如圖5所示，則比較器A1輸出的方波經(jīng)積分器A2積分可得到三角波，三角波又觸發(fā)比較器自動

7、翻轉(zhuǎn)形成方波，這樣即可構(gòu)成三角波、方波發(fā)生器。圖6為方波、三角波發(fā)生器輸出波形圖。由于采用運放組成的積分電路，因此可實現(xiàn)恒流充電，使三角波線性大大改善。圖5方波、三角波發(fā)生器輸出波形圖電路振蕩頻率 方波幅值 Uom±UZ三角波幅值 調(diào)節(jié)RW可以改變振蕩頻率，改變比值可調(diào)節(jié)三角波的幅值。圖6為方波、三角波發(fā)生器輸出波形圖4實驗設備與器件4.1元器件的引腳及其個數(shù)元件名稱標稱值與型號引腳數(shù)元件個數(shù)直流電源+12V、-12V2腳一個集成運放UA7418腳三只普通穩(wěn)壓二極管5V2腳兩只電位器X50350K3腳一只電位器X5021K3腳一只普通電阻1K2腳兩只普通電阻10K2腳三只普通電阻20

8、K2腳一只一般電容0.022F2腳一只一般電容0.1F2腳兩只 表1元器件的引腳及其個數(shù)4.2其它器件與設備 圖7面包板1塊 圖8面包板連線65×1扎5實驗內(nèi)容5.1 RC正弦波振蕩器1、 按圖3在Proteus中連接實驗電路如圖9 Proteus RC正弦波振蕩電路。并進行仿真，仿真結(jié)果如圖10示波器產(chǎn)生穩(wěn)定的波形。2、 按照圖3在面包板上連接實物圖，如圖11（RC正弦振蕩電路，方波、三角波在面包板上實物圖），連好實物圖后在示波器上檢查所搭建的電路圖并觀察所得的波形如圖12（RC正弦振蕩電路實物在示波器上的電路）3、 觀察波形并拍照 圖9 Proteus RC正弦波振蕩電路 圖10

9、 RC正弦振蕩電路在面包板上振蕩電路實物圖如圖11 RC正弦振蕩電路在面包板上振蕩電路實物圖圖12 RC正弦振蕩電路實物在示波器上的電路5.2方波發(fā)生器按圖4連接實驗電路。 1、按圖4在Proteus中連接實驗電路如圖13 Proteus 方波振蕩電路。并進行仿真，仿真結(jié)果如圖10示波器產(chǎn)生穩(wěn)定的波形。 2、按照圖3在面包板上連接實物圖，如圖11（RC正弦振蕩電路，方波、三角波在面包板上實物圖），連好實物圖后在示波器上檢查所搭建的電路圖并觀察所得的波形如圖14（方波振蕩電路實物在示波器上的波形） 3、觀察波形并拍照 圖13 Proteus 方波振蕩電路圖14方波振蕩電路實物在示波器上的波形5.

10、3三角波發(fā)生器按圖5連接實驗電路。1、按圖4在Proteus中連接實驗電路如圖14 Proteus 三角波振蕩電路。并進行仿真，仿真結(jié)果如圖10示波器產(chǎn)生穩(wěn)定的波形。 2、按照圖3在面包板上連接實物圖，如圖11（RC正弦振蕩電路，方波、三角波在面包板上實物圖），連好實物圖后在示波器上檢查所搭建的電路圖并觀察所得的波形如圖15（三角波振蕩電路實物在示波器上的波形） 3、觀察波形并拍照 圖14 Proteus 三角波振蕩電路圖15三角波振蕩電路實物在示波器上的波形 圖15三角波振蕩電路實物在示波器上的波形6 總結(jié)思考主要實現(xiàn)了基UA741芯片設計。本文的主要工作內(nèi)容由三個主要方面組成，一部分是有RC串并聯(lián)振蕩電路，一部分是滯回比較器運放電路，另一部分是積分電路的設計。在本次試驗中存在著許多的阻礙，特別是在面包板上搭建電路時，由于芯片沒有在面包板上導通，致使無法再示波器上觀察到波形。導致花費了大量的時間來調(diào)試電路，沒有按時完成實驗任務。通過這次設計，我們更進一步的了解到用集成運放組成的正弦波、方波、三角波產(chǎn)生電路，還有UA741芯片的特性及其相關的功能。讓我們認識到在此次設計電路中所存在的問題，通過不斷的努力去解決這些問題，解決設