用集成運(yùn)放組成的正弦波方波三角波產(chǎn)生電路

1、實(shí)用文檔2基宀押徒鄉(xiāng)fLLeshan Normal University物理與電子工程學(xué)院模擬電路課程設(shè)計(jì)用集成運(yùn)放組成的正弦波、方波、三角波產(chǎn)生電路專曲電&信息工程專建班 毅 力銀電信7班#41430140227指導(dǎo)教師黃M完咸日期：2015 耳 12 月目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求32設(shè)計(jì)方案33設(shè)計(jì)原理分析54實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件84元器件的引腳及其個(gè)數(shù)84.2其它器件與設(shè)備85實(shí)驗(yàn)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(xiàn)15標(biāo)準(zhǔn)用集成運(yùn)放組成的正弦波、方波、三角波產(chǎn)生電路:鄧清鳳電子信息工程專業(yè)摘要本設(shè)計(jì)是用12V直流電源提供一個(gè)輸入信

2、號，函數(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(yùn)放及分立元件構(gòu)成：也 可以采用單片機(jī)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(shí)現(xiàn)方波、三角波、正弦波的電路。關(guān)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(shè)計(jì)任務(wù)與要求（1）并且在Proteus中仿真出來在同一個(gè)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(shè)計(jì)報(bào)告。（4）答辯、并提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告書2設(shè)計(jì)方案方案一：采用UA741芯片用集成運(yùn)放組成的正弦波、方波、三角波產(chǎn)生

3、電路優(yōu)點(diǎn)：分立元件結(jié)構(gòu)簡單，可用常用分立元器件，容易實(shí)現(xiàn)，技術(shù)成熟，完 全能夠達(dá)到技術(shù)參數(shù)的要求，造價(jià)成本低。缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)、調(diào)試難度太大，周期太長，精確度不是太高。圖1集成運(yùn)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(diǎn)：具有在發(fā)生溫度變化時(shí)產(chǎn)生低的頻率漂移，最大不超過50ppm/°C； 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0. 1%高線性度；具有0. 001Hz1MHz的頻率輸出用； 工作變化周期寬，2%98%之間任意可調(diào)；高的電平輸出圍，從TTL電平至28V； 易于使用，只需要很少的外部條件缺

4、點(diǎn)：成本較高。圖2 8038制作的多波形信號發(fā)生器注：本課題只采用方案一：釆用UA741芯片用集成運(yùn)放組成的正弦波、方波、三角波產(chǎn)生電路3設(shè)計(jì)原理分析由集成運(yùn)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(shí)驗(yàn)選用最常 用的，線路比較簡單的兒種電路加以分析。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(shí) 兼作選頻網(wǎng)絡(luò)，Rx> &、R”及二極管等元件構(gòu)成負(fù)反饋和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。調(diào)節(jié)電位器 乩，可以改變負(fù)反饋深度，以滿足振蕩的振幅條件和改善波形。利用兩個(gè)反向并 聯(lián)二極管D、D,正向電阻的非線性特性來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅。D、D：釆用硅管（

5、溫度穩(wěn)定 性好），且要求特性匹配，才能保證輸出波形正、負(fù)半周對稱。乩的接入是為了 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式中R;=Rf+R： + （R3/rD） , r3 二極管正向?qū)娮?。調(diào)整反饋電阻& （調(diào)RJ ,使電路起振，且波形失真最小。如不能起振，則 說明負(fù)反饋太強(qiáng)，應(yīng)適當(dāng)加大&。如波形失真嚴(yán)重，則應(yīng)適當(dāng)減小&。改變選頻網(wǎng)絡(luò)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作量程的頻率細(xì)調(diào)。圖3 RC串并聯(lián)正弦波振蕩器2、方波發(fā)生器山集成運(yùn)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

6、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一三角 波發(fā)生器。它的特點(diǎn)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蟛桓叩膱龊稀 =i 公式3電路振蕩頻率° 2R£fLn（l +理）式中R嚴(yán)R/ + RJR尸 RJ + R,公式4 5|方波輸出幅值Ug=±l；二公式6三角波輸出幅值uCERrU-R】+R：調(diào)節(jié)電位器心（即改變R：/Rx）,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& （或CJ來實(shí)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一三角波發(fā)生器3、三角波和

7、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 較器扎輸出的方波經(jīng)積分器A,積分可得到三角波，三角波乂觸發(fā)比較器自動翻 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。山于采用運(yùn)放組成的積分電路，因此可實(shí)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)生器輸岀波形圖電路振蕩頻率f -° 4Rx(Rf+Rv)C£公式8方波幅值幾=土u：公式9三角波幅值RUR.-處式io圖6為方波、三角波發(fā)生器輸出波形圖4實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件4.1元器件的引腳及其個(gè)數(shù)元件名稱標(biāo)稱值與型號引腳數(shù)元件個(gè)數(shù)直流電源+12V、 -12V2

8、腳一個(gè)集成運(yùn)放UA7418腳三只普通穩(wěn)壓二極管5V2腳兩只電位器X50350KQ3腳一只電位器X5021KQ3腳一只普通電阻1KQ2腳兩只普通電阻1OKQ2腳三只普通電阻20KQ2腳一只一般電容0. 022 u F2腳一只一般電容0 1 nF2腳兩只表1元器件的引腳及其個(gè)數(shù)4.2其它器件與設(shè)備圖7而包板1塊圖8面包板連線65J扎5實(shí)驗(yàn)容5.1 RC正弦波振蕩器1、按圖3在Proteus中連接實(shí)驗(yàn)電路如圖9 Proteus RC正弦波振蕩電路。 并進(jìn)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(shí)物圖，如圖11 (RC正弦振蕩電路，方波、三實(shí)用文檔圖9 Proteus

9、RC lE弦波振蕩電路圖10 RC正弦振蕩電路在面包板上振蕩電路實(shí)物圖Digital Oscilloscope實(shí)用文檔如圖11 RC正弦振蕩電路在面包板上振蕩電路實(shí)物圖圖12 RC正弦振蕩電路實(shí)物在示波器上的電路5.2方波發(fā)生器按圖4連接實(shí)驗(yàn)電路。1、按圖4在Proteus中連接實(shí)驗(yàn)電路如圖13 Proteus方波振蕩電路。并 進(jìn)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(shí)物圖，如圖11 （RC正弦振蕩電路，方波、三 角波在面包板上實(shí)物圖），連好實(shí)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(shí)物在示波器上的波形）標(biāo)準(zhǔn)3、觀察波形并拍

10、照圖13 Proteus方波振蕩電路圖14方波振蕩電路實(shí)物在示波器上的波形5.3三角波發(fā)生器按圖5連接實(shí)驗(yàn)電路。1、按圖4在Proteus中連接實(shí)驗(yàn)電路如圖14 Proteus三角波振蕩電路。 并進(jìn)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(shí)物圖，如圖11 （RC正弦振蕩電路，方波、三 角波在面包板上實(shí)物圖），連好實(shí)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(shí)物在示波器上的波形）3、觀察波形并拍照iurE?p1GNDsou1ZVLAu?卜3R5T j/I>52lb<TEXT->寸L門宀1T7PR(1AOi 1Z

11、VGND<TEaT>SZD1ZSD2B1N4743A <TEXT>-1N4743ATEXT>TC，iinVI1151ss、3pB2J Lkju 1 CAPV401 frcJ22nF*TE>T>A圖14 Proteus三角波振蕩電路圖15三角波振蕩電路實(shí)物在示波器上的波形6總結(jié)思考主要實(shí)現(xiàn)了基UA741芯片設(shè)計(jì)。本文的主要工作容由三個(gè)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(yùn)放電路，另一部分是積 分電路的設(shè)計(jì)。在本次試驗(yàn)中存在著許多的阻礙，特別是在面包板上搭建電路時(shí), 山于芯片沒有在面包板上導(dǎo)通，致使無法再示波器上觀察到波形。導(dǎo)致

12、花費(fèi)了大 量的時(shí)間來調(diào)試電路，沒有按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。通過這次設(shè)計(jì)，我們更進(jìn)一步的了解到用集成運(yùn)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(guān)的功能。讓我們認(rèn)識到在此次 設(shè)計(jì)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(shè)訃問題的同 時(shí)自己也在其中有所收獲。實(shí)物的制作也提升了我們的動手能力，實(shí)踐能力得到 了一定的鍛煉，加深了我們對模擬電路設(shè)汁方面的興趣。理論與實(shí)踐得到了很好 的結(jié)合。7參考文獻(xiàn)11童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）M.：髙等教育，2015. 32 uA741的簡單介紹_百度文庫wenku. baidu. /link?url=u0sAsYfchoLGq2w6pnrL8Ui0neS-XFQfQT6sjuxjGZeqtQTvSil8RCvP-d8_WnM3J7n4Fxo