发布时间 : 星期三 文章设计制作一个产生正弦波—方波—三角波函数转换器更新完毕开始阅读9e6c8f6ef424ccbff121dd36a32d7375a517c66c
图6 滞回比较器 图7 电压传输特性
电路组成：集成运放uA741,R5,R6
图6为一种电压比较器电路，双稳压管用于输出电压限幅，R3起限流作用，R1和R2构成正反馈，运算放大器当Up>Uc时工作在正饱和区，而当Uc>Up时工作在负饱和区。从电路结构可知，当输入电压Uⅰ小于某一负值电压时，输出电压U。= -UZ；当输入电压Uⅰ大于某一电压时，uo= +UZ。又由于“虚断”、“虚短”Up=Uc=0，由此可确定出翻转时的输入电压。up用ui和uo表示，有
11ui?uoRu?R1uoR1R2up??2i=un=0
11R1?R2?R1R2得此时的输入电压
Uth称为阈值电压。滞回电压比较器的直流传递特性如图7所示。设输入电压初始值小于-Uth，此时uo= -UZ ；增大ui，当ui=Uth时，运放输出状态翻转，进入正饱和区。如果初始时刻运放工作在正饱和区，减小ui ，当ui= -Uth时，运放则开始进入负饱和区。
由于是正弦波—方波转换电路，输出端加一个限流电阻R7=2K,根据设计要求方波幅值为2V，因此选择的稳压二极管可选用稳压为的，共两个。
正弦波——方波转换仿真电路图如图8所示
图8 正弦波——方波转换仿真电路图
方波——锯齿波转换器实验原理如图9所示 方波发生电路 电路组成：
（1）积分运算电路
积分运算电路如图10所示
图10 积分运算电路 由于“虚地”， U-=0, 故： Uo=-Uc
由于“虚断”，i1=iC, 故： Ui=i1R=icR
正、反积分时间
锯齿波
常数可调的积分
图9 方波——锯齿波转换器实验原理 电路
得：
uO??uC??11iCdt??uIdtCRC；τ = RC（积分时间常数）
??由上式可知，利用积分电路可以实现方波——三角波的波形变换。
(2)占空比可调电路
方波—三角波转换电路的仿真图如图11所示
图11 方波—三角波转换电路的仿真图
由于是方波—三角波波转换电路，因此在第二个集成块的输出端加上个限流阻R5=2K,根据设计要求三角波的峰—峰值为2V，且占空比可调。 Uo=-T=
11Uz(t1-t0)+UO(t0) 当Uo=Uz(t2-t1)+UO(t1)
（R8?R9)CR8C2R5（2R8?R9)C ,取R9、R5为10K的电位器，R8为50K电位器。解之可得：
R6R6=282/T=282f=~，因此取R6=10K，积分电路中C=220nf,改变占空比的二极管可选用2个1N4007,补偿电阻R12可选取10K，以保证集成运放输入级差分放大电路的对称性。
四、总原理图及元器件清单
1、总原理图
（1）、直流电流如图12所示
图12 直流电源
（2）、正弦波—方波—三角波函数转换电路如图13所示
图13 正弦波—方波—三角波函数转换电路
3、 元件清单
元件清单如表1所示 元件序号 变压器 三端稳压器 三端稳压器 电阻 型号 LM7812 LM7912 主要参数 数量 1 1 1 备注（价钱） 9元 元 元 元 ?15V 68Ω、2K、10K 3、1、3 15K、1K 1、2 3 芯片 Ua741 元 电位器 电位器 电容 二极管 发光二极管 稳压管 大号焊接板 大电容 小电容 导线 1N4007 5K、50K 10K 2、1 4 3 8 5 2 1 元 元 元 元 元 元 元 元 元 3元 耐压35V以上 3300uf、220uf 2、2 、 表1 元件清单 2、2 1 五、安装与调试
1、
直流稳压电源
（1）、按所设计得电路图在电路板上做好布局，准备焊接电路板。 （2）、用万用表测得输出为+和，与理论值有一定的误差；并且测出7812、
7912输入与输出的压差分别为+和，并记录。
2、正弦波、方波、三角波波形转换
（1）、按照设计好的电路图正确地布局好电路，焊接电路板. （2）、经“起振”调试后用示波器可测得各输出端的波形，并记录。
（3）、 用示波器读出格数，计算峰—峰值；然后用数字毫伏表读出其有效
值，并记录。
(4)、 调节各个电位器，用函数发生器的输入端测出各个波形的频率范围，
并记录。
六、性能测试与分析
1、直流电源部分
输出：+，。
稳压块电势差：LM7812为，LM7912为。 误差分析：
LM7812端的输出：（）/12?100 %=%。
LM7912端的输出：（）/12?100 %=%。 2、波形转换部分
经“起振”调试后用示波器可测得各输出端的波形，并记录。用示波器读出格数，计算峰—峰值；然后用数字毫伏表读出其有效值，并记录。调节各个电位器，用函数发生器的输入端测出各个波形的频率范围，并记录。 数据记录：
（1）、正弦波（幅值可调、频率可调）
峰-峰值：Up-p=2?2=4V 有效值为：U=4/22= 频率调节范围为：— 相对误差：（）/?%=% （2）、方波
峰-峰值：Up-p=?=5V 有效值为：U=5/22= 相对误差：||/2?100%=25% （3）、三角波
峰-峰值：Up-p=2?2V=4V 有效值为：U=4/22= 相对误差：|2-2|/2?100%=0 误差分析：
1、 电路参数选择不合理
2、 焊电路板的时候，焊点时间太长了，影响了器件的阻值 3、 焊点不紧凑
4、 直流电源输出的信号不是标准的±12V 5、 读数时未正视
6、 电位器太多了，不便于调节
七．结论与心得
实验结果：
1、 若正弦波失真，可调电位器R1,若不能稳幅，则调电位器Rf。 2、 调节电位器的滑动端可以改变占空比。
3、 调节RC串并联网络的电位器可改变正弦波的频率。