模电课程设计
设计题目：正弦波方波锯齿波函数发生器专业班级：电气工程及其自动化1204
姓名：张维桐
聂瀚
魏经涛
日期： 2014.05.11
目录
第一章摘要
第二章设计的目的及任务
2．1 课程设计的目的
2．2 课程设计的任务与要求
第三章总体电路设方案
3.1 正弦波发生电路的工作原理
3.2 正弦波转换方波电路的工作原理
3.3 方波转换成三角波电路的工作原理第四章单元电路设计
4.1 正弦波发生电路的设计
4.2 正弦波转换方波电路的设计
4.3 方波转换成三角波电路的设计
4.4 总电路图
第五章电路仿真
5.1正弦波发生电路电路仿真
5.2 正弦波转换方波电路仿真
5.3 方波转换成三角波电路仿真
第六章收获体会
本次设计是制作一个能够产生正弦波-方波-三角波函数转换器.众所周知,制作函数发生器的电路有很多种.本次设计采用的电路是基于运放和晶体二极管的试验电路.
由理论分析知,电压比较器可以产生方波,积分电路可以产生三角波,三角波可直接通过RC振荡电路产生.先收集所有有用的资料，选择好电路图。

最后使用multisim软件模拟整个制作的电路,在模拟中,要解决出现的种种问题.
关键字：RC振荡，电压比较器，积分电路
2．1 课程设计的目的
设计一个能产生正弦波、方波、三角波信号发生器。

2．2 课程设计的任务与要求
1.设计一个能产生正弦波、方波、三角波信号发生器，
2能同时输出一定频率一定幅度的3种波形：正弦波、和三角波；
3.1 正弦波发生电路的工作原理
正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般在放大电路中引入正反馈，并创造条件，使其产生稳定可靠的振荡。

正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。

其中：接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。

因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路，反馈网络，选频网络，稳幅电路
RC正弦波振荡电路：常见的RC正弦波振荡电路是RC串并联式正弦波振荡电路。

串并联网络在此作为选频和反馈网络。

：它的起振
条件为：。

它的振荡频率为：它主要用于低频振荡。

3.2 正弦波转换方波电路的工作原理
在单限比较器中，输入电压在阀值电压附近的任何微小变化，都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。

虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。

而滞回比较器具有滞回特性，也就是具有一定的抗干扰能力。

因此将单限比较器与滞回比较器结合，如下图所示。

从集成运放输出端的限幅电路可以看出，Uo＝±U z。

集成运放反相输人端电位Up＝Ui同相输入端电位。

由虚端可得，Up=±R1/（R1+R2）*Uz，
令Un=Up求出的Ui就是阀值电压.
输出电压在输人电压u，等于阀值电压时是如何变化的呢？若
Ui<-Ut，那么Un一定小于Up，因而Uo＝+Uz，所以Up=+Uo。

只有当输入电压Ui增大到+UT，再增大一个无穷小量时，输出电压Uo才会从+Ut跃变为-Ut。

同理，假设Ui>+Ut，那么Un一定大于Up，因而Uo＝-Uz，所以Up＝-Ut。

只有当输人电压Ui减小到-Ut，再减小一个无穷小量时，输出电压Uo才会从-Ut跃变为+Ut。

可见，Uo从+Ut 跃变为-Ut和从-Ut跃变为+Ut的阀值电压是不同的，电压传输特性如图b)所不。

从电压传输特性上可以看出，当-Ut＜Ui＜+Ut时，Uo可能是-Ut 也可能是+Ut。

如果Ui是从小于-Ut，的值逐渐增大到-Ut<Ui<+Ut，那么Uo应为+Ut；如果Ui从大于+Ut的值逐渐减小到-Ut<Ui<+Ut，
那么应为-Ut。

曲线具有方向性，如图b)所示。

实际上，由于集成运放的开环差模增益不是无穷大，只有当它的差模输人电压足够大时，输出电压Uo才为±U z。

Uo在从+Ut变为-Ut 或从-Ut变为+Ut的过程中，随着Ui的变化，将经过线性区，并需要一定的时间。

滞回比较器中引人了正反馈，加快了Uo的转换速度。

例如，当Uo＝+Uz、Up=+Ut时，只要Ui略大于+Ut足以引起Uo的下降，即会产生如下的正反馈过程：Uo的下降导致Up下降，而Up的下降又使得Uo进一步下降，反馈的结果使Uo迅速变为－Ut，从而获得较为理想的电压传输特性。

3.3 方波转换成三角波电路的工作原理
Uo=-1/(RC)∫Uidt
4.1 正弦波发生电路的设计
该电路R f回路串联两个并联的二极管，如上图所示串联了两个并联的1n4148，这样利用电流增大时二极管动态电阻减小、电流减小时动态电阻增大的特点，加入非线性环节，从而使输出电压稳定。

此时输出电压系数为
A u=1+(R f+r d)/R1
RC振荡的频率为：
f0=1/(2πRC)
该电路中R=51K C=10nF,所以
f0=1/(2*3.14*51000*10-8)≈312Hz
T=1/f0=1/312=3.2*10-3S=3.2ms
4.2 正弦波转换方波电路的设计
本电路中选择稳压管1N5759A ，其稳压电压为±1.7V 电路中阈值电压为：
U T1=
R2R1R2+U REF -2R 1R 1
R +U Z
U T2=R2R1R2+U REF
+2
R 1R 1
R +U Z 本电路中U REF =0，所以
U T1=-2R 1R 1
R +U Z
U T2
=2
R 1R 1
R +U Z 4.3 方波转换成三角波电路的设计
本电路中方波转成三角波采用积分电路
4.4 总电路图
5.1正弦波发生电路电路仿真
5.2 正弦波转换方波电路仿真
5.3 方波转换成三角波电路仿真
6.1收获体会
首先，设计电路时要先从要求入手，根据要求把电路分为不同的部分进行设计。

该电路分为三部分，第一部分为RC桥式正弦振荡电路，产生特定频率的正弦波；第二部分为电压比较器电路，将正弦波转成方波；第三部分为积分电路，将方波转成三角波。

，。