低频信号发生器，可以产生方波，正弦波，三角波

 

第一章设计任务与要求

设计一个信号发生器，要求该信号发生器能够产生正弦波信号（160Hz,80Hz）、方波信号，三角波信号。

要求：  

   （1）依据已知的设计指标，设计电路；计算和确定电路中的元件参数；

   （2）选择集成运算放大器，进行电路仿真，调试并测量电路参数。

   （3）搭建电路板，记录数据和输出波形图。

   （4）提交仿真电路、实物电路板和课设报告

第二章 设计方案

 

1.设计总体思路

流程

2.方案选择

正弦波

方波

（1）基本过零比较器

过零比较器主要用来将输入信号与零电位进行比较，以决定输出电压的极性。

图中，信号从反相输入，同相端接地。

当输入ui<0,输出位正极限值Uom，当输入ui>0,输出位负极限值-Uom。

（2）滞回比较器

在电平比较器中，将集成运放的输出电压通过反馈支路加到同相输入端，形成正反馈，可以构成滞回比较器。

               

三角波

（1）uo与ui的积分成比例，式中，负号表示两者相位相反

若ui为阶跃信号，则当积分电路的输入为方波时，电路将输出三角波

               

 

（2）纯电阻电容积分电路

 

利用电容两端电压不能突变，与电容充电曲线，来实现三角波的转换

 

芯片选型

LM324有四个放大器而且价格合适

为减轻成本与焊接难度故方案选择过零比较器与纯电阻电容积分电路，与LM324芯片

正弦波产生———方波产生

理论 桥式RC正弦波振荡器电原理图如图1所示，图中的R、C组成串并联正反馈选频网络，电阻R17、R19,和二极管D4、D3,组成负反馈网络，电路的振荡频率为
	过零比较器
电路中的D4、D3,和R,为自动增益控制电路，当振幅不断增大时，导致D4、D3导通，使D4、D3,和R者并联的等效电阻减小，使得放大器的闭环增益降低，从而保持振幅的稳定和改善波形的失真。

三角波产生

积分电路输出三角波

积分电路要注意RC大于1/160不然会失真

如图失真波形

如图正常波形

 

选焊

第3章 波形发生电路仿真

3.2 仿真电路图

3.3 仿真结果分析

仿真验证成功

第4章 波形发生电路实物测试

4.1 实物焊接（包含元器件清单）

ID	Name	Designator	Footprint	Quantity	Manufacturer Part	Manufacturer	Supplier	Supplier Part
1	2.54-1*1P针	P5,P2,P1,P6,P4,P3	HDR-TH_1P-P2.54-V-M	6	2.54-1*1P针	BOOMELE(博穆精密)	LCSC	C81276
2	LM741J	U1	CDIP-8_L10.3-W6.7-P2.54-LS7.6-BL	1	LM741J	TI(德州仪器)	LCSC	C1346289
3	200Ω	R4	RES-TH_BD2.7-L6.2-P10.20-D0.4	1	MF1/4W-200Ω±1%-OT26	VO(翔胜)	LCSC	C2843022
4	M4螺丝	SCREW2,SCREW1,SCREW3,SCREW4	M4螺丝	4
5	100nF	C3,C4,C5,C6	CAP-TH_L4.2-W3.8-P2.54-D0.5	4	CT4-0805B104K500F1	FH(风华)	LCSC	C168753
6	LM324N/NOPB	U9	PDIP-14_L19.7-W6.6-P2.54-LS8.3-BL	1	LM324N/NOPB	TI(德州仪器)	LCSC	C352847
7	5.1kΩ	R12,R13,R15,R17	RES-TH_BD2.4-L6.3-P10.30-D0.6	4	MFR-25FTE52-5K1	YAGEO(国巨)	LCSC	C173033
8	1N4007	D3,D4	DO-41_BD2.4-L4.7-P8.70-D0.8-RD	2	1N4007	GOODWORK(固得沃克)	LCSC	C2985028
9	20kΩ	R18	RES-TH_BD2.3-L6.5-P10.50-D0.5	1	MF1/4W-20KΩ±1% T	CCO(千志电子)	LCSC	C119353
10	50kΩ	R19,R20,R21,R23	RES-ADJ-SMD_RM065-V1	4	RM065-103(10K)	BOCHEN(博晨)	LCSC
11	1kΩ	R22	RES-ADJ-SMD_RM065-V1	1	RM065-103(10K)	BOCHEN(博晨)	LCSC

4.2 实物调试

4.2.1 正弦波测试

4.2.2 方波测试

4.2.3 三角波测试

 

结论：难搞哦

参考文献：网络