基于虚拟仪器三角波信号发生器的设计与实现.doc

长沙民政职业技术学院 2013届 毕 业 实 践 报 告 院 系：电子信息工程学院 专 业： 应用电子技术 班 级： 电子1032 姓 名： 张建芳 黄焱霞 罗亚妮 肖大晴 2013年4月22日  基于虚拟仪器三角波信号发生器的设计与实现 罗亚妮、黄焱霞 、张建芳、肖大晴 1019013224，1019013244，1019013242，1019013250 指导老师：谭刚林 方跃春 【摘 要】 由555定时器所构成的多谐振动器产生方波, 方波经过积分器的作用产生三角波。 【关键词】 三角波；信号发生器; 放大； 前 言 波形发生电路又称信号源或振荡器。振荡器按波形分为正弦波和非正弦波振荡器两类。非正弦波振荡器可由比较器和RC电路组成。比较器是将运算放大器的反相输入端和同相输入端所输入的电压进行比较的电路。在开环比较器中,引入适当的正反馈,可加速电路状态的转换,利用RC电路的充放电作用和运算放大器输出端的电压转换,就可以产生非正弦波,如矩形波、三角波、锯齿波等。 三种波形都是比较简单且常见的波形，产生的方法由很多种，可以先产生方波，然后得到三角波和正弦波，也可以先得到正弦波，然后翻过来再输出另外两种波形;可以用集成芯片，同时也可以应用各种元器件来实现振荡电路。 1、设计要求 1.1利用Multisim V8仿真软件设计出三角波信号发生器； 1.2在万能板上设计、组装、调试三角波信号发生器； 1.3输出波形：三角波； 1.4频率范围 ：在50－1000Hz范围内可调。 工作原理 由555定时器所构成的多谐振动器产生方波, 方波经过积分器的作用产生三角波。 2.1电路图 图1 三角波信号发生器总电路图 2.2 555定时器的介绍 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 A1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。 2.3 555定时器的引脚原理 1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地； 8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V； 3脚：输出端Vo； 2脚：低触发端； 6脚：TH高触发端； 4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平； 5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰； 7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 2.4 555定时器功能表 表1 清零端 高触发端TH 低触发端 Q 放电管T 功能 0 × × Q 导通 直接清零 1 0 1 X 保持上一状态 保持上一状态 1 1 0 X 保持上一状态 保持上一状态 1 0 1 0 1 1 0 导通 截止 置1 清零  3、 Multisim V8电路仿真 3.1 Multisim V8上仿真 Multisim V8 是一种全功能电子电路仿真软件，它可以对模拟、数字、模拟/数字混合电路、射频电路以及部分危机接口电路进行仿真，能克服实验室条件下对传统电子设计工作的限制。该软件为用户提供了一个集成化的虚拟设计实验环境，建立电路、仿真分析和结果输出在集成界面中可以全部完成。在 Multisim上面输入各种所需要的元器件按电路图接好线路，在再三角波输出端接一个虚拟的示波器，接通电源，按下仿真开关，观察示波器上的波形，通过调节示波器面板上的相关按钮，观察能否得到相应的三角波形，仿真后波形如下图2所示。 图2 三角波波形图 3.2 Multisim V8特点 与传统的电子电路