波形转换电路的设计思路

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1、武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信科xxx班指导老师：工作单位：武汉理工大学理学院题目：波形转换电路的设计初始条件：直流稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求）1、技术要求：设计一种波形转换电路，要求产生频率可调的方波，并且能够实现方波转换为三角波。测试并且记录下不同频率下的方波和三角波的波形图，以及输出电压值。2、主要任务：（一）设计方案（1）

2、按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较；（2）以集成电路运算放大器LF353为主，设计一种波形转换电路（实现方案）；（3）依据设计方案，进行预答辩；（二）实现方案（4）根据设计的实现方案，画出电路图；（5）查阅资料，确定所需各元器件型号和参数；（6）在面包板上组装电路；（7）自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求；（8）撰写设计说明书，进行答辩。3、撰写课程设计说明书：封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期任务书目录（自动生成）正文：1、技术指标；2、设计方案及其

3、比较；3、实现方案；4、调试过程及结论；5、心得体会；6、参考文献成绩评定表时间安排：课程设计时间：20周－21周20周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩；21周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写课程设计说明书。指导教师签名：年月日系主任（或负责老师）签名：年月日武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书目录1技术指标12设计方案及其比较12.1方案一12.1.1设计RC文式桥振荡器22.1.2设计过零比较器32.2方案二42.3方案比较53实现方案53.1实验

4、原理图53.2工作原理63.2.1设计方波发生器63.2.2设计积分器73.3各元器件功能93.4测试线路布线图94调试过程及结论104.1调试过程104.2结论105实验心得116参考文献12武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书波形转换电路的设计1技术指标。设计一种波形转换电路，要求产生频率可调的方波，并且能够实现方波转换为三角波。测试并记录下不同频率下方波和三角波的波形图，以及输出频率。2设计方案及其比较。2.1方案一先利用RC文式桥振荡器产生正弦波，再利用过零比较器把正弦波转化为方波，

5、最后利用积分器把方波转化为三角波。其仿真图如图1。图1正弦波法电路运行仿真输出波形如图2所示：共11页，第13页武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书图2正弦波发输出波形2.1.1设计RC文式桥振荡器RC文式桥振荡电路如图3所示，RC串并联网络是选频网络，同时兼有正反馈网络功能，另外增加了R3和R2负反馈网络。由于f=f0=时，FVmax=；为满足振幅平衡条件=1，所以如图3所示，加入R3和R4支路，构成电压串联负反馈。F=1+=3（1）图3RC文式桥振荡器运行仿真输出波形如图4所示：共11页

6、，第13页武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书图4RC文式桥振荡器输出波形2.1.2设计过零比较器图5所示为实用的过零比较器波形转换电路，图中R1为限流电阻，防止vi过大时损坏运算放大器；D1和D2位输入保护二极管，限制输入电阻幅度不变。输出回路R2为限流电阻，D3和D4构成双向稳压二极管，完成输出电压双向限幅，使得输出电压的幅度限制为Z。当输入为正弦波信号时，经过零比较器波形变换，输出为方波信号，电压幅度为正负电源电压；输出为方波，但电压幅度为Z。图5过零比较器电路电路运行仿真输出波形如图

7、6所示：共11页，第13页武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书图6过零比较器输出波形2.2方案二利用振荡电路同时产生方波和三角波，其仿真图如图7。方波转化为三角波电路图如图7所示为具有三角波和矩形波输出的振荡电路。该电路由密勒积分器U1B和斯密特触发器U1A构成，可以产生三角波和矩形波输出。振荡频率由密勒积分器的时间常数R1C1和触发器的滞后电压Vcc(RV1+RV2)/(RV1+RV2+R1)确定，其中为Vcc电源电压。调节电阻R1可以改变振荡频率，而调节电阻RV2既可以改变三角波的输出幅

8、度，也可以改变振荡频率。U1B输出三角波，U1A输出矩形波，它们之间相位差为90度。图7自激振荡法电路2.3方案比较共11页，第13页武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书方案一较为复杂，主要有三个部分组成，即RC文式桥振荡器、过零比较器和积分器，其中频率可调实现起来，要同时调两个滑动变阻器的电阻，实用性不强，仿真图比较繁琐。方案二利用自激振荡直接产生方波和三角波，仿真图最简单，而且有两个滑动变阻器分别调节输出波形的幅度和频率。3