设计制作一个产生方波三角波正弦波函数转换器

模拟电路课程设计报告

课题名称：设计制作一个产生方波－三角波－

正弦波函数转换器。

姓 名： 学 号： 45 专业班级： 电信 指导老师： 设计时间: 1月3号

设计制作一个产生方波－三角波－正弦波函数转换器

（一）设计任务和要求

① 输出波形频率范围为0.2KHz~20kHz且连续可调； ② 正弦波幅值为±2V，； ③ 方波幅值为2V；

④ 三角波峰-峰值为2V，占空比可调；

⑤ 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）

（二）函数发生器的方案

(一)：直流电源（将220V的交流电变成+12V和-12V的直流电） 直流电源的组成及各部分的作用:

电网电压

电源 变压器 整流电路 滤波电路 稳压电路 负载

1. 直流电源发生电路图如下所示: （二）函数发生器

方案一：

电压（滞回）比较器 积分运算电路 差分放大电路

如下图所示：

图(1) 方案二：

电压（滞回）比较器 积分运算电路 利用折线法

如下图所示

：

图(2) 方案三：

电压（滞回）比较器 积分运算电路 二阶低通滤波电路

如下图所示：

图(3) 方案讨论：（我选择第三种方案）

制作一个函数发生器（方波-三角波-正弦波的转换），由电压比较器可以产生方波，方波通过积分可以产生三角波，对于三角波产生正弦波的方法较多。 方案一中了利用差分放大电路实现三角波-正弦波的转换，优点：差分放大电路具有工作稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强，特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变成正弦波，有效的利用了差分放大传输特性曲线的非线性。缺点：差分放大电路比较复杂，很容易造成虚焊，布局中有较多的晶体管，很容易错焊。

方案二中利用了折线法实现三角波-正弦波的转换，优点：利用折线法焊接电路比较简单，不受输入电压频率范围的限制，便于集成化；缺点：反馈网络中的电阻要匹配很困难。

方案三中利用了低通滤波实现三角波-正弦波的转换，优点：电路焊接比较简单，减少工作量和器材，所需要的器材都比较容易购买

三、单元电路设计与参数计算

1、直流电源的参数设计

提供的是220V的交流电源要变为12V直流电源， 整流后的电压及电流为： 【1】整流电路：将交流变直流的过程。

设变压器副边电压U2=2U2sinwt, U2为其有效值。 则：输出电压的平均值 输出电流的平均值

IO(AV)=0.9U2/RL 脉动系数

S=二极管的选择

最大镇流电流IF>1.1

2U2 ?RLUO1M= 2/3=0.67 UO(AV) 最高反向工作电压 URM>1.12U2

【2】滤波电路：将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。 如图所示按照三角形相似关系可得： UO(AV)=2U2(1-T/4RLC)

当RLC=(3~5)T/2时，UO(AV) =1.2U2 脉动系数为 S=

T

4RLC?TU＋UOminT UO（AV）＝Omax?2U2(1?)24RLC【3】稳压电路：把电压幅值稳定的电路。

滤波后的电压：

在稳压二极管所组成的稳压电路中，利用稳压管所起的电流调节作用，通过限流电阻R上电压或电流的变化进行补偿，来达到稳压的目的。限流电阻R是必不可少的元件，它既限制稳压管中的电流使其正常工作，又与稳压管相配合以达到稳压的目的。一般情况下，在电路中如果有稳压管存在，就必然有与之匹配的限流电阻。

(1)稳压电路输入电压UI的选择： 根据经验，一般选取

UI=(2~3)UO

UI确定后，就可以根据此值选择整流滤波电路的元件参数。

(2)稳压管的选择： UZ=UO;

IZmax-IZmin>ILmax-ILmin;