1、基于分立元件和集成运算放大器的波形发生器论文 基于分立元件和集成运算放大器的波形发生器 设计任务和要求要求：设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波和正弦波的波形发生器。指标：输出频率分别为：102HZ、103HZ和104Hz；方波的输出电压峰峰值VPP20V整体电路设计（1） 方案比较： 方案一 用RC桥式振荡电路产生正弦波，正弦波频率可通过调节电阻R及电容C实现100HZ20KHZ的变换，再用施密特触发器将正弦波整形为方波，最后用积分电路，将方波转换为三角波。 方案二 用RC桥式振荡电路产生正弦波，正弦波频率可通过调节电阻R及电容C实现100HZ20KHZ的变换，再用过
2、零比较器将正弦波转为方波，最后用积分电路将方波转换为三角波。 本设计采用方案二：方案一与方案二的差别在于产生方波的方法不同。方案一中的施密特触发器只适用于小信号的处理，达不到课程设计的要求。方案二的过零比较器可以达到要求，故选择方案二。 （2）整体电路框图（3）单元电路设计及元器件选择A、RC桥式振荡电路正弦波振荡电路是在没有外加输入信号的情况下，依靠电路自激振荡而产生正弦波输出的电路。正弦波振荡电路有放大电路、选频网络、正反馈网络、稳幅环节组成，正弦波振荡的平衡条件为AF=1，起振条件为|AF|1。本设计的RC桥式振荡器，由运放及RC串并联选频网络组成。RC 桥接正弦波放大电路以下求出RC串
3、并联选频网络的频率特性和 (1)整理可得 (2)令=1/RC,则 (3)（3）代入（2）,得出 (4)幅频特性为 (5)相频特性为 (6) 当f=时，即,又由可知当f=时，所以 (7)以上计算说明，只要RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数等于3的放大电路就可以构成正弦波振荡电路。 RC桥式振荡电路产生的波形B、电压跟随器电压跟随器是一个电压串联负反馈放大电路，它具有输入阻抗高，输出电阻低，电压放大倍数接近1，输出电压能够在较大范围内跟随输入电压做线性变化，以及输入、输出信号同相等特点。电压跟随器C、 过零比较器 它将一个模拟量电压信号和一个参考固定电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将
4、产生跃变，相应输出高电平或低电平。用它可以将正弦波整形为方波。电路如下： 过零比较器产生的波形D、 积分运算电路使用积分运算电路产生三角波，电路如下：产生的波形为：元器件选择器件号型和大小数量集成运放LM741CN5稳压管5V2二极管1BH622电阻1k 、2k、 3k、 5.1k、51欧、100欧、100k各一个电阻510欧2电容100nf2电容10uf1（4）系统的电路总图电路调试过程与结果（1）理论设计数据电路中波形的频率由RC桥式振荡电路决定，理论依据是这个公式：由公式知道，调节RC振荡电路的R和C的值就可以改变波形频率，从而可以产生符合要求的频率，本次设计将C固定为100nF，仅通过
5、使用同轴电位器改变R的值来控制频率。具体数据如下：正弦波：f = 10kHz时，代入公式得：R = 159.2 三角波：f = 1kHz 时，代入公式得：R = 1.59 k方波: f = 100Hz时，代入公式得：R = 15.9 k要实现方波的峰峰值大于等于20V，可以通过调节过零比较器的稳压管来控制，本设计使用15V的稳压管。（2）仿真 使用Multisim 10.0.1 仿真软件对电路进行了仿真，仿真成功，得到符合要求的波形和频率。具体波形图前面已经给出。实物装配图 印刷板正面 印刷板反面主要参考书目：1、童诗白、华成英，模拟电子技术基础2、康华光，电子技术基础模拟部分3、赵淑范 王宪
6、伟，电子技术实验与课程设计心得体会：这次课程设计真是体会良多。通过这次课程设计，我学会了先部分后整体的设计思想，并形成我自己的设计思路。在这次设计中，我的设计程序是：先根据要求，将总体分为几部分，然后单独对各个部分进行设计，使其可以产生对应的波形，最后将各部分组合在一起，并计算各元件的参数以符合设计要求。在做RC振荡电路时，不知道如何实现接地。思考了良久，无果！无意中浏览到几个电子技术的论坛，并加入了他们的QQ群。群里高手如云，在交流中，我解决了这个问题。这让我知道，网络是个好工具，要善用，同时也要慎用。花了九牛二虎之力，终于设计出了电路图，并对电路进行了仿真。我仿真的过程中，出现了很所问题。
7、我用的仿真软件是Multisim 10.0.1 ，我发现，LM741运放的7管脚和4管脚不接电源时，电路也能发生振荡并产生波形。这样使我进入一个误区，以为不外接直流也能使RC振荡电路起振，实际上是要接直流电的。我猜想，不接电源时，软件会默认已经加了电源。我觉得这样是不利于新手菜鸟学习的。在仿真的时候，我发现运放有很多的号型，一开始，我不知道要选用的哪些运放芯片，无奈，查书，书中没有，最后在网络上的一些交流群上，了解到运放的型号和参数在实际运用中该如何选择。这也说明，我们的教科书需要升级了！令我高兴的是在仿真的过程中，我对仿真软件越来越熟悉，对元件的操作更加灵活。仿真成功之后就要将电路焊接出来。焊接过程中遇到的问题最多。比如，焊接错、跳线、漏焊接等等。所以在焊接完之后要认真检查电路，并用万用表测试电路的完整性。总之，在这次课程设计中，我学到了很多很多。并且我也领略到电子技术的神奇，增强了我对电子技术的热爱。在查资料的过程中，我接触到了单片机，我很期待学习这个东西。
