正弦波方波的相互转换

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1、.物理与电子工程学院课题设计报告课题名称：正弦函数发生器设计组别：20组组长：2011级杨会组员：2011级胡原彬组员：2011级廖秋伟2013年7月10日......目录一．设计要求3二．总体设计3三．设计方案3㈠用运算放大器产生1000HZ的正弦信号3㈡将正弦波转换为方波3㈢将方波转换为正弦波4㈣还原波形4四．设计步骤及参数的确定4㈠用运算放大器产生1000HZ的正弦信号4㈡正弦波转换为方波4㈢方波转换为正弦波5㈣还原波形5㈤整体电路原理图6五．实验仿真结果6㈠正弦波产生且换为方波再换为正弦

2、波的波形6㈡用放大器放大振幅还原后的波形7六．电路板的制作7㈠画图7㈡元器件清单8㈢实物焊接8七．电路的调试8㈠电路连接8㈡波形测量8㈢数据的记录8八．总结9㈠设计过程中遇到的问题9㈡心得体会10......正弦函数发生器一．设计要求1.用运算放大器产生一个1000HZ的正弦波信号。2.将此正弦波转换为方波。3.再将此方波转换为正弦波。4.限用一片LM324和电阻、电容。二．总体设计总体设计大体上可分为四个模块：1.用振荡电路产生1000HZ的正弦波信号；2.用一个过零比较器把正弦波变为方波；3

3、.用RC滤波电路从方波中滤出正弦波；4.检测波形用放大器还原振幅。振荡电路产生正弦波转换为方波转换为正弦波放大还原正弦波过零比较器滤波电路同向放大器三．设计方案㈠用运算放大器产生1000HZ的正弦信号用RC和一个运放组成文氏电桥振荡电路，调节RC选频电路来产生1000HZ的正弦波。㈡将正弦波转换为方波用一个运放接成过零比较器就可以把正弦波转换为方波。但会存在少许误差。......㈢将方波转换为正弦波用电阻和电容组成RC滤波电路，选择合适的数据参数就能实现把方波变为正弦波。㈣还原波形用一个同相放大

4、器把波形的幅度放大还原。四．设计步骤及参数的确定㈠用运算放大器产生1000HZ的正弦信号用电阻、电容、二极管和一个运放组成文氏电桥振荡电路，电路图如下。参数选择中最重要的是R6和C2的值选择，因为它们是选频电路。f=1/2ΠRC。f=1000HZ，所以可以确定RC的值。㈡正弦波转换为方波用一个运放接成过零比较器如下图，通向端接信号输入，反向端接地。只要输入信号电压大于或小于零，信号就发生跳变，可以把正弦波转换为方波。......㈢方波转换为正弦波用电阻和电容接成RC滤波电路。在R2和C3过后的节

5、点处波形是三角波，最后输出是正弦波。㈣还原波形1.在RC滤波电路输出的正弦波，幅度变小了约9倍的样子，用一个同向放大器放大它的幅度。2.因为同向放大器的放大倍数为：A=1+R12/R11。所以确定R11=8k欧姆，R12=1k欧姆。......㈤整体电路原理图五．实验仿真结果㈠正弦波产生且换为方波再换为正弦波的波形......注：红色为震荡产生的正弦波，蓝色为正弦波转换成的方波，白色为方波转换成的正弦波。振荡电路产生的正弦波：振幅：9.8V，频率：1000HZ。由方波转换的正弦波：振幅：1.1V

6、频率1000HZ。㈡用放大器放大振幅还原后的波形放大还原后的正弦波：幅度：9.8V；频率：1000HZ。六．电路板的制作㈠画图在DXP软件中画出上面已近仿真成功的原理图，选择封装，转换成PCB模式。整理PCB版面上的元件布局，尽量避免导线的交叉。......㈡元器件清单元器件名称型号参数(欧姆)数量（个）电阻5.1K12.7K11K210K2电容15nF233nF21uF1电位器10K320K1二极管1N40012芯片LM324N1㈢实物焊接按照上面的布局排列实物电路板，依据PCB板的线路分布焊

7、接电路。注意焊接时不要短路和外接电源、接地的接口的焊接，并把要测试的信号用导线引到排针上方便测试。七．电路的调试㈠电路连接用±12V的恒压源连接到电路板的正负电源接口，把电路板接地端接地。㈡波形测量用示波器观测振荡器产生的正弦波、方波、转换后的正弦波和放大还原的正弦波。注意调节电位器。㈢数据的记录波形类型频率(HZ)振幅(V)振荡器产生的正弦波10009.8方波100013.4......转换后的正弦波10001.1放大还原后的正弦波10009.8㈣数据结果分析我们用振荡器产生了频率1000HZ

8、振幅9.8V的正弦波，经过过零比较器后变为频率1000HZ振幅13.4V的方波，在经过我们的滤波电路，把方波转换为频率1000HZ振幅1.1V的正弦波，最后经放大器放大还原为频率1000HZ振幅9.8V的正弦波。虽然实际值和理论值有一些小小的误差，但实验还是得到了正确的结果。八．总结㈠设计过程中遇到的问题因为第一次做类似的设计电路，很多地方不清楚，都是在摸索中进行的。遇到了很多大小的问题。比如:1.电路图自己设计很困难，在查找电路图时很多都不能实现，这些电路对于我们不适用。2.元件的参数确定是大