方波-三角波-正弦波函数发生器设计课程设计报告

模拟电子技术

课程设计

课题名称：方波-三角波-正弦波函数发生器

专业班级：

姓 名：

学 号：

指导教师：

目录

摘 要 ........................................................................................................................................... - 3 -

1.函数发生器总方案及原理框图 .............................................................................................. - 4 -

1.1 函数发生器的总方案 ................................................................................................... - 4 -

1.2函数发生器总方案及原理框图 .................................................................................... - 4 -

2.课程设计的目的和设计的任务 ............................................................................................... - 5 -

2.1 设计的目的 ................................................................................................................... - 5 -

2.2 设计任务 ....................................................................................................................... - 5 -

2.3课程设计的要求及技术指标 ........................................................................................ - 5 -

3. 各组成部分的工作原理 ......................................................................................................... - 5 -

3.1 方波发生电路的工作原理 ........................................................................................... - 5 -

3.2 运放lm324工作原理与电路图 ................................................................................... - 6 -

3.3 方波——三角波转换电路的工作原理 ....................................................................... - 7 -

3.4 三角波——正弦波转换电路的工作原理 ................................................................... - 9 -

3.5 电路的参数选择及计算 ............................................................................................. - 10 -

4. 用Multisim10电路仿真 ...................................................................................................... - 11 -

4.1 方波—三角波的仿真 ................................................................................................. - 11 -

4.2 三角波—正弦波仿真结果 ....................................................................................... - 13 -

5. 课题总结 ............................................................................................................................... - 15 - 附录 ........................................................................................................................................... - 15 -

附录一 电路的总方案图 ............................................................................................ - 15 - 附录二 参考文献 ........................................................................................................ - 16 - 附录三 LM324引脚图（管脚图） ....................................................................... - 17 -

《模拟电子技术基础》课程设计任务

摘 要

在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中，它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量或各种实际需要。

波形发生器就是信号源的一种，能够给被测电路提供所需要的波形,广泛地应用于各大院校和科研场所。随着科技的进步，社会的发展，单一的波形发生器已经不能满足人们的需求，而我们设计的正是多种波形发生器。本次设计用运放来组成RC积分电路，低通滤波电路来分别实现方波，三角波和正弦波的输出。它的制作成本不高，电路简单，使用方便，有效的节省了人力，物力资源。

本文通过介绍一种电路的连接，实现函数发生器的基本功能。将其接入电源，具有实际的应用价值。并通过在示波器上观察波形及数据，得到结果。电压比较器实现方波的输出，又连接积分器得到三角波，并通过三角波-正弦波转换电路看到正弦波，得到想要的信号。

关键词：电源，波形，比较器，积分器，转换电路，低通滤波，Multisim

1.函数发生器总方案及原理框图

1.1 函数发生器的总方案

函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件 ，也可以采用集成电路。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与二阶低通滤波器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。

产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以首先产生三角波—方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波的电路设计方法，然而这种方法也有几套方案。

方案一：首先由一个RC振荡电路产生方波，然后将此波形接入一个积分电路产生三角波，用折线法将三角波转换成正弦波。此方案在执行时比较困难，原因在于三角波到正弦波的转换上，折线法的参数很难确定。

方案二：首先由一个RC振荡电路产生方波，然后将此波形接入一个积分电路产生三角波，将三角波通过滤波电路实现到正弦波的转换。此方案很好，但是没采用，原因在于电路的前面部分比较繁琐，如果电路太繁琐，那么对后面的结果影响也就更大，会增大误差，故而放弃。

方案三：首先由一个RC振荡电路产生方波，然后将此波形接入一个积分电路产生三角波，用一个差分电路来实现波形的转换，。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。但是最终不好调试，故而启弃用。

方案四：在方案三的基础上进行了改进，用一个积分电路替代了前面的RC振荡回路，这样做起来就更简洁，焊点较少，那么负面影响也就相对会减小，故而采用了本方案。

本课题中函数发生器电路组成框图如下所示：

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