方波三角波发生器模电部分

《电工学新技术实践》电子电路部分设计 （模拟部分） 方波—三角波发生器的设计 班号：1208101 姓名： 学号：11208101 专业：机械设计制造及其自动化 学院：机电工程学院 时间：2014.10.8 分类 成绩 设计 制作 调试 功能实现 报告 总成绩：

一、设计任务

方波—三角波发生器的设计

二、设计条件

本设计基于学校实验室的以下设备及器材：

EEL—69模拟、数字电子技术实验箱 一台 集成运算放大器实验插板 一块 直流稳压电源 一台 双踪示波器 一台 数字万用表 一块 主要元器件：运放μA741、电阻、电容、导线等

三、设计要求

要求：① 振荡频率范围：500~1000赫兹；三角波幅值调节范围：2~4伏。 ② 根据题目要求，选定电路结构。 ③ 计算和确定电路中的元件参数。 ④ 调试电路，以满足设计要求。 ⑤ 写出设计总结报告。

四、设计内容

1. 电路原理图（含管脚接线）

2. 计算与仿真分析

在矩形波波发生器的输出端接一个积分电路，即可得到三角波电路。 分析电路图可得，输出的方波幅值

UO1MUZ

三角波幅值

UO2MR1UZ R2三角波及方波频率

fR2

4RCR1因此可以通过固定R1=1kΩ，C=0.1μF，改变R2，R，来调节输出频率及三角波幅值的大小。

调R2改变三角波幅值，R2=1.5kΩ~3kΩ。由上式可以看出，R2不仅影响三角波幅值，还影响频率，所以实际调试时R的调节范围也受到其影响。

R2=1.5kΩ时，UO2MR11UZUZ4V R21.5R2=3kΩ时，UO2MR11UZUZ2V R23调R改变频率（2.5kΩ~15kΩ），R2=2kΩ，R=10kΩ时f=500Hz；

R2=2kΩ，R=5kΩ时，f=1000Hz

由于上述电路无法改变方波的幅值，因此可作如下改进： 如图所示，将双向稳压管改为滑动变阻器，即可通过该调节滑动变阻器来调节方波幅值。

经仿真得到的波形如下：

3. 元器件清单 元器件 LM324 电阻 电位器 电容 稳压管 个数 1 3 3 1 2 大小 — 1kΩ 0~470Ω，0~10kΩ，0~47kΩ 0.1μF 6V 4. 调试流程

在理论计算中，R3与R5的大小与输出无关，但调试过程中，发现电阻R3的值对三角波的振幅和频率都有很大的影响。通过不断的尝试发现，当R3=150Ω左右时，仿真的波形最接近理想情况。 5. 设计和使用说明

示波器接在R3右侧，可观察方波；示波器接在运放2输出端，可观察方波。 调节R2的阻值，当R2从1.5kΩ连续变化到3kΩ时，三角波的幅值从4V连续变化到2V；固定R2的阻值，调节R，当R2=3kΩ时，R从15kΩ连续变化到7.5kΩ时频率从500Hz连续变化到1000Hz。

在电路2中，调节R4的阻值，即可实现方波幅值的调节。

五、设计总结

通过本次试验，加深了我对集成运算放大器的应用的理解，明白了方波和三角波的产生方法，并且研究了影响波形幅值和频率的因素。

六、设计参考资料

[1]杨世彦. 电工学(中册)电子技术. 机械工业出版社. 2008.