1、模拟电路课程设计报告设计课题：设计制作一个方波/三角波/正弦波/锯齿波函数发生器专业班级：09 电信（本）学生姓名: 学 号：指导教师：设计时间：2011 年 1 月 2 日设计制作一个方波/三角波/正弦波/锯齿波函数发生器 一、设计任务与要求 输出波形频率范围为 0.2KHz20kHz 且连续可调； 正弦波幅值为2V； 方波幅值为 2V，占空比可调； 三角波峰-峰值为 2V； 锯齿波峰-峰值为 2V； 分别用四个发光二极管显示四种波形输出； 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、方案设计与论证设计要求产生四种不同的波形分别为正弦波 方波 三角波 锯齿波。
2、正弦波通过滞回比较器可以转换成方波，方波通过一个积分电路可以转换成三角波，只要调节三角波的占空比就可以得到锯齿波。正弦波可以通过 RC 振荡电路产生。方案一、一、直流电源部分 电路可把 220V 的交流电变成 12V 的直流电V1220 Vpk 50kHz 0 C13.3mFC2470nFC3470nFC41uFC51uFU1LM7812CTLINE VREGCOMMONVOLTAGEU2LM7912CTLINE VREGCOMMONVOLTAGED41N1199CD51N1199CD61N1199CD11N3600C63.3mF C71uFC81uFT1TS_AUDIO_10_TO_1D21
3、N1202CD31N1202C48LED1LED2R11kR21k3675910201二、波形产生部分1 正弦波方波U2UA741CD3247651VCC12VR71kR110kD52 V D62 V D31N3600D41N360050%R6Key = A 10k R21kC2100nFVEE-12V50%R5Key = A 50k 8VEE6 54002VCC1 7U1UA741CD3247651C1220nFC3220nFR310kVCC12VVEE-12V50%R4Key = A 10k 50%R8Key = A 100k 50%R9Key = A 10k D11N1199CD21N1
4、199C13120119VEEVCC03上电路可以同时产生输出方波正弦波2 方波三角波U2UA741CD3247651VCC12VVCC12VR71kR110kD31N3600D41N3600R6Key = A 10k R21kC2100nFVEE-12VVEE-12VU1UA741CD3247651XSC1A B C DGTC322nFR3Key = A 100k R5Key = A 50k 3024230VEEVCC 0VEE21 2018017VCC16D102BZ2.20D202BZ2.2122电路可产生三角波3 方波锯齿波 U1UA741CP3247651U2UA741CP32476
5、51VCC12V VCC12VVEE-12V VEE-12VR110kR320kR2Key = A 10k 50%R5Key = A 10k R72kC1220nFR810kD1ZPD3.0D2ZPD3.0XSC1A B C DGT0608075320 1VCC VCCVEEVEED31N1202CD41N1202C91011电路可以产生锯齿波 方案二一、直流电源部分电路可把 220V 的交流电变成 12V 的直流电V1220 Vpk 50Hz 0 C13300uFC20.1uFC30.1uFC40.47uFC50.47uFU1LM7812CTLINE VREGCOMMONVOLTAGEU2L
6、M7912CTLINE VREGCOMMONVOLTAGED41N4007D51N4007D61N4007D11N4007C63300uFC7220uFC8220uFT1TS_AUDIO_10_TO_1D21N4007D31N400748LED1LED2R11k?R21k?3675910201二、波形产生电路1 正弦波方波三角波U1741*3247651U27413247651D11N4733A*D21N4733A*R4200R210kC2220nFC3220nFR710kR1100kKey=A50%XSC2A B C DGTU3UA741CD3247651C1220nFR3100kKey=A
7、50%R810kD51N4007D61N4007R9100kKey=A50%R101kR11100kKey=A50%50%R5Key = A 10k 50%R12Key = A 10k VCC12V VCC12VVCC12VVEE-12V VEE-12VVEE-12V电路可产生正弦波、方波、三角波2 方波锯齿波U1UA741CP3247651U2UA741CP3247651VCC12V VCC12VVEE-12V VEE-12VR110kR320k50%R2Key = A 10k 50%R5Key = A 10k R72kC1220nFR810kD1ZPD3.0D2ZPD3.0XSC1A B
8、C DGT0608075320 1VCC VCCVEEVEED31N4007D41N40074911电路可以产生锯齿波方案论证：我选的是第二个方案，上述两个方案均可以产生四种波形。方案一的电路过多焊接部分，显得不方便而且这样浪费了很多元器件，但是方案的在调节的时候还是比较方便的，可以很快的调出波形。方案二电路简洁利于焊接并且可以节省元器件，但是在调节波形的时候可能会稍稍有点费力，是由于在整个电路调波时，只要调节前面部分就会影响后面的波形。所以要兼顾前后。但只要认真调节还是可以得到四种波形的。三、单元电路设计与参数计算1、直流电源的参数设计交流电先通过单相桥式整流电路可以得到半波的电压波形，再通
9、过滤波电路可以得到比较好的电压波形，最后通过稳压电路就可以得到比较好的直流电。交流电 滤波电路整流电路 稳压电路提供的是 220V 的交流电源要变为 12V 直流电 , 变压器用 220V15V 规格的。UA741 所需的电源为 12V , 选的整流芯片为： LM7812、LM7912整流用的二极管可用 1N4007 , 电解电容用 3300uf , C2 和 C3 可用 0.1ufC4、C5 用 0.47uf、C7 、C8 可用 220uf , 发光二极管上的 R 用 1K2、波形产生电路部分的参数设计正弦波产生部分要求产生频率范围为 0.2KHz20kHz 连续可调的正弦波，F=UfUo=
10、 整理可得 F=jwcRjc/1/ )/1(3wRCj令 wo=1/RC,则 fo=1/2RC。1/2RC=f 取 C=0.22uf ,R:363.6K ,电位器可选 5K，R7=10K。方波要求幅值为 2V，选择的稳压二极管可选用稳压为 3.3V 的，在稳压二极管两端并联一个 5K 的电位器。Up1= Uo+ Uo1= Uo UzR2121R2121令 Up1=Un1=0V,则阈值电压 UT= UzR1=100K、 R2=10K、 R3=10K、R4=1K，二极管选用 1N4007 型号的C1=220uf、电位器 R3=100K。方波的占空比要求可调，可在反向输入端和输出端接上二极管 和一个
11、电位器（100K） ，二极管选用 1N4007.。三角波:+UT= UZ* +(-UT) UT= UZ 经整理可得 T= f=R3C12TR21R2413C4132锯齿波：Uo=- Uz(t1-t0)+uo(t0) 当 Uo= Uz(t2-t1)+uo(t1)R3C1Rw)C31（T= T= =100sR2w)C31（ 333102102）（电路中 R1=10 K、R2=10 K、R3=20 K、 Rw=10 K、R7=2 K、R8=10 K四、总原理图及元器件清单1.总原理图V1220 Vpk 50Hz 0 C13300uFC20.1uFC30.1uFC40.47uFC50.47uFU1LM
12、7812CTLINE VREGCOMMONVOLTAGEU2LM7912CTLINE VREGCOMMONVOLTAGED41N4007D51N4007D61N4007D11N4007C63300uFC7220uFC8220uFT1TS_AUDIO_10_TO_1D21N4007D31N400748LED1LED2R11k?R21k?3675910201U1741*3247651U27413247651D11N4733A*D21N4733A*R4200R210kC2220nFC3220nFR710kR1100kKey=A50%XSC2A B C DGTU3UA741CD3247651C1220
13、nFR3100kKey=A50%R810kD51N4007D61N4007R9100kKey=A50%R101kR11100kKey=A50%50%R5Key = A 10k 50%R12Key = A 10k VCC12V VCC12VVCC12VVEE-12V VEE-12VVEE-12VU1UA741CP3247651U2UA741CP3247651VCC12V VCC12VVEE-12V VEE-12VR110kR320k50%R2Key = A 10k 50%R5Key = A 10k R72kC1220nFR810kD1ZPD3.0D2ZPD3.0XSC1A B C DGT0608
14、075320 1VCC VCCVEEVEED31N4007D41N400749112元件清单元件名称 型号 主要参数 数量备注变压器 220V15V 1 单价 9 元电容 C1 耐压值 35V 3300uf 2 单价 1.5 元电容 C2 耐压值 50V 0.47uf 2 单价 0.1 元电容 C3 耐压值 50V 1uf 2 单价 0.2 元电容 C4 耐压值 50V 0.22uf 4 单价 0.1 元稳压芯片 LM7812 Uo=12V、Io=100mA 1 单价 1.5 元稳压芯片 LM7912 Uo=-12V、Io=100mA 1 单价 1.5 元集成运放 uA741 Aod=6510
15、0、 K =7090CMR5 单价 1.5 元电阻 R1 1 K 4 单价 0.1 元电阻 R2 2 K 2 单价 0.1 元电阻 R3 10 K 6 单价 0.1 元电阻 R4 20 K 1 单价 0.1 元电位器 R1 10 K 4 单价 1 元电位器 R2 100 K 4 单价 1 元二极管 1N4007 耐压值 1000V，I=1A 10 单价 0.1 元发光二极管 LED 1.5V2.0V， 10mA20mA 2 单价 0.5 元五、安装与调试先在电路板上做好布局，然后进行焊接。焊接好电路后，初次调试发现电源正电源输出大于 12V 达到 3V 检查发现是稳定正电压的集成块 7812
16、坏了，先后换了两次集成块才使得正电源达到了 12v。整改之后电源无问题。后来电路无锯齿波输出，检查之后更换了集成运放，有波形输出，调试完成。六、性能测试与分析1.电源部分的测试实验测得 ：副边电压 U1=15.8V、U2=15.8V。整流滤波后的电压 U1=20.7V、U2=-20.5V输出端电压 Uo1=12.2V、Uo2=-12.3V要求输出电压为 Uo1=12V 、Uo2=-12V理论值： U12=30V， = /U12=0.007V2.01U12UU1=18V, = /U1=0.1U2=-18V = /U2=0.1Uo1=12V = /U1=001o1oUo2=-12V = /U2=0.004.5V2U2U误差分析：1.测量数据时人为的偶然误差。
