电气工程学院课程设计报告
多 种 波 形 发 生 器
波形发生器被广泛用于各大院校的教学和科研场所的研究。 我们通过对实验的认识和对资料的查询，选择利用脉冲数字电路原理设计了多 种波形发生器，该发生器通过 555 数字芯片构成多级振荡器，组成 RC 积分电路来 分别实现方波、三角波和正弦波的输出。它的制作成本不高，电路简单，使用方便， 有效的节省了人力，物力资源，具有实际的应用价值。
一、总体方案的选择
对于设计我们的思路是应用 555 定时器,组成 RC 振荡电路,从而使直流信号变成 所需要的振荡信号，从而实现多种波形的转化和输出。
1．拟定系统方案框图
（1）方案一： 实验原理： 用 555 定时器组成振荡器形成方波信号，以方波作为输入信号进入积分电路产 生并输出三角波，然后，将三角波作为一个输入信号，进入另外一个积分电路，产 生并输出一个正弦波。 原理框架图： 方波输出 三角波输出 正弦波输出
555 定时器组成 方 波 产 生 电 路
积 电
分 路
积 电
分 路
频 率 选 择 控 制 器
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设计指标： 正弦波输出振荡频率为 500HZ，三角波方波输出频率为 500HZ—1000HZ，三角波 幅值范围 2V—2V。
（2）方案二： 实验原理： 用 555 定时器组成振荡器形成方波信号，以此方波信号作为积分电路的输入信 号，通过积分电路输出三角波信号；而另一条路径的方波信号作为滤波电路的输入信 号，通过输入滤波电路产生并输出正弦波。 原理框架图： 方波信号 三角波信号 正弦波信号
555 定 时 器 组成方波产 生电路
积 电
分 路
频 率 选 择 控 制 器
滤 电
波 路
设计指标： 正弦波输出振荡频率为 500HZ，三角波方波输出频率为 500HZ—1000HZ，三角波 幅值范围 2V—2V。
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2．方案的分析和比较
（1）方案一： 方案一所涉及的电路主要是集中于 555 定时器所发出的方波信号，555 定时器 是一种多用途的数字-模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单 稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以 555 定时器在波形的产生与 变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。因此该方案 比较稳定，同时，该电路的设计思路使输出的波形比较稳定，同时，便于安装和检 查。虽然多了一个积分电路，但使其性能和稳定性增加。同时，通过方案一的电路 可以很方便的输出三个波形的电路，实用效率高，同时，整体性和集成性强。经济 性更好。 （2）方案二： 与方案一很相似，但其使用的是滤波电路来实现方波转化成正弦波。比较后这 种电路比较经济实用，但由于滤波电路的使用取决于很多外部条件，同时，滤波电 路的使用是整套方案不易于构成整体，相对方案一其稳定性和整体性集成性较低。 通过比较，我选择方案一。
二、单元电路的设计
1.方波发生电路
（1）核心元件的选择 555 定时器： 由于使用了比较常见，但我们还没有接触到的 555 定时器，特做以说明 555 定时器是一种多用途的数字-模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施 密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以 555 定时器 在波形的产生与变换、测量与控制等许多领域中都得到了应用。
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555 定时器电路架构图：
图1
555 定时器电路结构图
它由分压器、比较器、基本 R--S 触发器和放电三极管等部分组成。分压器由三 个 5 Kohm 的等值电阻串联而成。VI1 是比较器 C1 的输入端，VI2 是比较器 C2 输入 端。C1 和 C2 的参考 VR1 和 VR2 由 VCC 经三个 5k 的电阻分压给出。在控制电压输 入端 VCO 悬空时，VR1=2/3VCC，VR2=1/3VCC。比较器由两个结构相同的集成运 放 C1、C2 组成。高电平触发信号加在 C1 的反相输入端，与同相输入端的参考电压 比较后， 其结果作为基本 R--S 触发器端的输入信号；低电平触发信号加在 C2 的同 相输入端，与反相输入端的参考电压比较后， 其结果作为基本 R—S 触发器端的输 入信号。基本 R--S 触发器的输出状态受比较器 、 的输出端控制。如果 VCO 外接固 定电压，则 VR1=VCO，VR2=1/2VCO。 RD′是置零端。只要在 RD′端加上低电平，输出端 VCO 边立即被置成低电平， 不受其他输入端状态的影响。正常工作时必须使 RD 处于高电平。
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表1
CB555 的功能表
输 Rd’ 0 1 1 1 1 VI1 X 〉2/3VCC 〈2/3 VCC 〈2/3 VCC 〉2/3VCC
入 VI2 X 〉1/3 VCC 〉1/3 VCC 〈1/3 VCC 〈1/3 VCC
输 V0 低 低 不变 高 高
出 TD 导通 导通 不变 截止 截止
图2
555 定时器的管脚图
1 地 GND 2 触发 3 输出 4 复位 5 控制电压 6 门限(阈值） 7 放电 8 电源电压 Vcc
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（2）方波电路的计算 设电容的初始电压 U c ＝０， t＝０时接通电源， 由于电容电压不能突变， 所以高、
1 低触发端 VTH ＝ VTL ＝０
R D = 1 ，S D = 0（1 表示高电位， 表示低电位） R − S 触发器置１， 0 ， 定时器输出 u0 = 1
_ _
此时 Q = 0 ，定时器内部放电三极管截止，电源 Vcc 经 R1 ， R2 向电容Ｃ充电， uc 逐渐
_ _ 1 升高。当 uc 上升到 Vcc 时， A2 输出由０翻转为１，这时 R D = S D = 1 ， R − S 触发顺保 3
_
持状态不变。所以 0
_ _ 2 t = t1 时刻， uc 上升到 Vcc ，比较器 A1 的输出由１变为０，这时 R D = 0 ， S D = 1 ， 3
R − S 触发器复０，定时器输出 u0 = 0 。 t1
_
下降，当 uc
_ _ 2 Vcc 时比较器 A1 输出由０变为１，Ｒ－Ｓ触发器的 R D = S D = 1 ，Ｑ的 3
状态不变， u0 的状态仍为低电平。
_ 1 t = t2 时刻， uc 下降到 Vcc ，比较器 A2 输出由 1 变为 0，R---S 触发器的 R D = 1， 3
S D = 0，触发器处于 1，定时器输出 u0 = 1 。此时电源再次向电容 C 放电，重复上述过
_
程。 通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出 u0 = 1 ，电容放电时， u0 = 0，电 容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。多谐振荡器无外部信号输入，却能输 出矩形波。
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图 3 方波振荡周期参照图
振荡周期计算： 由图 3 可知，振荡周期 T = T1 + T2 。 T1 为电容充电时间， T2 为电容放电时间。 充电时间 T1 = ( R1 + R2 )C ln 2 ≈ 0.7( R1 + R2 )C 放电时间 T2 = R2C ln 2 ≈ 0.7 R2C 矩形波的振荡周期 T = T1 + T2 = ln 2( R1 + 2 R2 )C ≈ 0.7( R1 + 2 R2 )C 因此改变 R1 、 R2 和电容 C 的值，便可改变矩形波的周期和频率。 对于矩形波，除了用幅度，周期来衡量外，还有一个参数：占空比 q，q=（脉 宽 tw ）/（周期 T） tw 指输出一个周期内高电平所占的时间。图（C）所示电路输出 ， / 矩形波的占空比 q =
T1 T R +R = 1 = 1 2 。(式 1) T T1 +T2 R1 + 2R2
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（3）方波电路原理图及其波形
图4
方波电路原理图
图5
方波电路输入输出信号波形图
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（4）设计效果分析 由上图可看出起时间周期 T=1.971s≈2.00s,频率 f=500HZ。基本符合设计的要 求。
2.三角波发生电路
（1）核心元件的选择 741 运算放大器的电路：
图6
LM741 运算放大电路结构图
1.调零端 3.同相端 5 调零端 7.正电源端
2.反相端 4.负电源端 6.输出端 8.空脚
741 放大器由双路稳压电源供电，打开稳压电源开关，将电源的两组输出电压都 调节为 15 伏，然后关断电源，将一组电源的正极与实验板上“VCC”接线柱相连，
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另一组电源的负极与“VEE”接线柱相连，前一组电源的负极与后一组电源的正极都 和实验板上的“地”相连在实验板上把 ui 输入端用一根导线与地短接打开稳压电源开 关，用万用表测量输出电压 uo ，若 uo ≠ 0 ，可通过调节调零电位器 W，使 uo = 0 。
（2）积分电路的原理和计算 输出信号与输入信号的积分成正比的电路，称为积分电路。
图7
运算放大器构成积分电路及其波形
在信号处理电路和有源网络中作模拟运算的积分器常用运算放大器构成 （图 7） 。 如运算放大器工作在理想状况， 它的输入端电流 i1≈0,输入端电压 u1≈0,在电路输入 电压 ui(t)的作用下，电容器 C 的充电电流 i =i=ui(t)/R,因此输出电压为 （式 1） 图 2 是输入为阶跃电压时的输出电压 uo(t)的波形。 当输入为一正弦信号 ui(t)=Umcos ωt 时，它的输出信号电压为 （式 2） 输出信号的幅度是输入信号的 1/ωRC 倍，其相位则领先 90°。当输入信号含有不同 频率分量时,低频分量将“提升”得较多，而较高频率分量则“提升”得较少。因此 积分电路也可以用来抑制频率比有用信号频率高的干扰信号。在间接调频器中，先用
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积分电路对调制信号积分，使调制信号幅度与它的频率成反比，然后由调相电路对载 波进行相位调制，就可以产生调频波,实现调相-调频波的变换。
（3）三角波电路原理图及其波形
图8
三角波电路原理图
图9
三角波电路输入输出波形图
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（4）设计效果分析 由上图可看出起时间周期 T=1.971s≈2.00s,频率 f=500HZ。基本符合设计的要 求。
3.正弦波发生电路
（1）核心元件的选择 741 运算放大器的电路： 由于正弦波发生电路与三角波发生电路的原理与实际电路图完全相同，故，不再 重复介绍其元件使用原理，详情可参见三角波发生电路的原理分析。
（2）积分电路的原理和计算 由于正弦波发生电路与三角波发生电路的原理与实际电路图完全相同，故，不再 重复介绍其积分电路的原理和计算， 详情可参见三角波发生电路的积分计算原理分析
（3）正弦波电路原理图及其波形
图 10
正弦波电路原理图
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图 11
三角波电路输入输出波形图
三、总电路图
图 12
多种波形发生器总电路图
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四、仿真与调试
图 13
总电路仿真调试图
图 14
总电路输入及三种输出波形图
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表2
元器件明细表：
元件名称 555 定时器 741 运算放大器 电阻 电容 二极管 交流电源 直流电源
型号参数 LM555CM LM741CH 9.1K/10K/47K/1M ohm 10n/22n F 1N1202C 12V 5V
数量 1 2 2 / 2 / 2 / 2 1 / 2 2 4 1
（1）调试： 由于实验室缺少相关器材，我们采用了实验书上的电路进行调试和制作。实验结 果良好，信号稳定，波形清晰。
五、小结
1. 安装和调试问题：
（1）在最初的设计中，我们想通过课本中的 RC 振荡电路来实现直接输出正弦波，然 后再通过转化，实现其他信号的输出，但随后我们发现，课本上的电路不容易组合， 多次仿真和调试失败后，我们选择了现在的方案。 （2）在最初选择现方案时，我们对 555 定时器的理解不够，仿真中，多次将针脚搞 错，设计出来的电路所输出的波形五花八门，不符合要求。 （3）在后面的积分电路的设计中，对于电容电阻数据的计算有很多偏差，我们经过 长时间的尝试，得到现有数值，但我们感觉还有不完善之处。
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2. 分析和解决办法：
（1）对于一个问题，我们选择避开，只参照课本的主体思想，而重新设计电路，并 多方查阅资料，选择了现有方案作为正式方案。 （2）对于 555 定时器，经过在网上和图书馆中查询资料，基本上掌握了其简单用法。 （3）由于时间关系，我们并没有进一步修正数据，但我们将在以后通过更好的掌握 模电和结合数电的知识，完善我们的设计。
3. 设计特点和存在的问题
（1）我们小组的设计，充分理解了设计要求，不但能完成设计的要求，同时，设计 中输出的信号比较稳定，利于使用。并且我们基本上使用的都是常见元器件，有很好 的经济价值，整合度高，利于集成和生产，具有实际的设计和生产意义。 （2）但由于时间的关系，我们无法进一步将设计中的数据更一步细化和精确，其输 出结构虽然稳定，但还有一些偏差。
4.改进意见
（1）对于电路，若是想要更稳定，更精确的信号，我们建议使用更加先进和成熟的 核心元件来设计。 若是想实现更加复杂的功能， 也必须要使用更加成熟且复杂的元件。 （2）对于电路数据和设计，我们建议，在有充足时间的条件下，可以结合数电的知 识，更加精确数据的准确性，减少误差和失真。进一步提高稳定性。
5.收获和体会
经过一个星期的努力，模拟电子课程设计即将结束，在期间我与我们的小组收获 许多。我们认为这次课程设计是理论知识与实践相结合。充分的巩固了大学三年来所 学的理论知识。从而，增加了我的信心，明确了我今后的努力方向。 在学习理论知识时，经常遇到一些问题似懂非懂，通过一周的课程设计，在老师 的指导和自己查阅资料学习下，很多问题已经印入脑中了，同时还接触了许多新的知 识。例如，555 定时器的使用和其引脚功能。通过自己动手实践，加强了对一些芯片
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的熟悉认识。通过这次设计，也为我今后的学习奠定了基础，指明了方法。 这次课程设计使我懂得了理论联系实际的重要性， 从而也提高了我的实践动手能 力。在设计的过程中，难免会遇到一些问题，通过不断地翻阅资料，检查电路，最终 还是用理论知识解决实际问题，从中也让我受益匪浅。 团协作意识非常重要，此次设计三人一组，在设计中我们积极讨论，各抒己见， 相互研究，遇到问题我们群策群力，发挥团队精神。这样在困难的问题也不是问题。 虽然此次课程设计，时间短暂，但是我每天都很充实，并乐在其中，这次的课程 设计不但增强了我的知识储备，更让我明白团队协作的重要性。使我受益匪浅，感受 颇深。
六、参考文献
[1] 余孟尝.数字电子技术基础简明教程.北京:高等教育出版社.余孟尝. [2] 杨素行.模拟电子技术基础简明教程. 北京:高等教育出版社.杨素行. [3] 郭宏,刘显忠,张震,姜桥.电子技术应用实践指导.哈尔滨工程大学出版社. [4] 郭培源.电子电路及电子器件. 北京:高等教育出版社.
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多 种 波 形 发 生 器
波形发生器被广泛用于各大院校的教学和科研场所的研究。 我们通过对实验的认识和对资料的查询，选择利用脉冲数字电路原理设计了多 种波形发生器，该发生器通过 555 数字芯片构成多级振荡器，组成 RC 积分电路来 分别实现方波、三角波和正弦波的输出。它的制作成本不高，电路简单，使用方便， 有效的节省了人力，物力资源，具有实际的应用价值。
一、总体方案的选择
对于设计我们的思路是应用 555 定时器,组成 RC 振荡电路,从而使直流信号变成 所需要的振荡信号，从而实现多种波形的转化和输出。
1．拟定系统方案框图
（1）方案一： 实验原理： 用 555 定时器组成振荡器形成方波信号，以方波作为输入信号进入积分电路产 生并输出三角波，然后，将三角波作为一个输入信号，进入另外一个积分电路，产 生并输出一个正弦波。 原理框架图： 方波输出 三角波输出 正弦波输出
555 定时器组成 方 波 产 生 电 路
积 电
分 路
积 电
分 路
频 率 选 择 控 制 器
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设计指标： 正弦波输出振荡频率为 500HZ，三角波方波输出频率为 500HZ—1000HZ，三角波 幅值范围 2V—2V。
（2）方案二： 实验原理： 用 555 定时器组成振荡器形成方波信号，以此方波信号作为积分电路的输入信 号，通过积分电路输出三角波信号；而另一条路径的方波信号作为滤波电路的输入信 号，通过输入滤波电路产生并输出正弦波。 原理框架图： 方波信号 三角波信号 正弦波信号
555 定 时 器 组成方波产 生电路
积 电
分 路
频 率 选 择 控 制 器
滤 电
波 路
设计指标： 正弦波输出振荡频率为 500HZ，三角波方波输出频率为 500HZ—1000HZ，三角波 幅值范围 2V—2V。
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2．方案的分析和比较
（1）方案一： 方案一所涉及的电路主要是集中于 555 定时器所发出的方波信号，555 定时器 是一种多用途的数字-模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单 稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以 555 定时器在波形的产生与 变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。因此该方案 比较稳定，同时，该电路的设计思路使输出的波形比较稳定，同时，便于安装和检 查。虽然多了一个积分电路，但使其性能和稳定性增加。同时，通过方案一的电路 可以很方便的输出三个波形的电路，实用效率高，同时，整体性和集成性强。经济 性更好。 （2）方案二： 与方案一很相似，但其使用的是滤波电路来实现方波转化成正弦波。比较后这 种电路比较经济实用，但由于滤波电路的使用取决于很多外部条件，同时，滤波电 路的使用是整套方案不易于构成整体，相对方案一其稳定性和整体性集成性较低。 通过比较，我选择方案一。
二、单元电路的设计
1.方波发生电路
（1）核心元件的选择 555 定时器： 由于使用了比较常见，但我们还没有接触到的 555 定时器，特做以说明 555 定时器是一种多用途的数字-模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施 密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以 555 定时器 在波形的产生与变换、测量与控制等许多领域中都得到了应用。
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555 定时器电路架构图：
图1
555 定时器电路结构图
它由分压器、比较器、基本 R--S 触发器和放电三极管等部分组成。分压器由三 个 5 Kohm 的等值电阻串联而成。VI1 是比较器 C1 的输入端，VI2 是比较器 C2 输入 端。C1 和 C2 的参考 VR1 和 VR2 由 VCC 经三个 5k 的电阻分压给出。在控制电压输 入端 VCO 悬空时，VR1=2/3VCC，VR2=1/3VCC。比较器由两个结构相同的集成运 放 C1、C2 组成。高电平触发信号加在 C1 的反相输入端，与同相输入端的参考电压 比较后， 其结果作为基本 R--S 触发器端的输入信号；低电平触发信号加在 C2 的同 相输入端，与反相输入端的参考电压比较后， 其结果作为基本 R—S 触发器端的输 入信号。基本 R--S 触发器的输出状态受比较器 、 的输出端控制。如果 VCO 外接固 定电压，则 VR1=VCO，VR2=1/2VCO。 RD′是置零端。只要在 RD′端加上低电平，输出端 VCO 边立即被置成低电平， 不受其他输入端状态的影响。正常工作时必须使 RD 处于高电平。
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表1
CB555 的功能表
输 Rd’ 0 1 1 1 1 VI1 X 〉2/3VCC 〈2/3 VCC 〈2/3 VCC 〉2/3VCC
入 VI2 X 〉1/3 VCC 〉1/3 VCC 〈1/3 VCC 〈1/3 VCC
输 V0 低 低 不变 高 高
出 TD 导通 导通 不变 截止 截止
图2
555 定时器的管脚图
1 地 GND 2 触发 3 输出 4 复位 5 控制电压 6 门限(阈值） 7 放电 8 电源电压 Vcc
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（2）方波电路的计算 设电容的初始电压 U c ＝０， t＝０时接通电源， 由于电容电压不能突变， 所以高、
1 低触发端 VTH ＝ VTL ＝０
R D = 1 ，S D = 0（1 表示高电位， 表示低电位） R − S 触发器置１， 0 ， 定时器输出 u0 = 1
_ _
此时 Q = 0 ，定时器内部放电三极管截止，电源 Vcc 经 R1 ， R2 向电容Ｃ充电， uc 逐渐
_ _ 1 升高。当 uc 上升到 Vcc 时， A2 输出由０翻转为１，这时 R D = S D = 1 ， R − S 触发顺保 3
_
持状态不变。所以 0
_ _ 2 t = t1 时刻， uc 上升到 Vcc ，比较器 A1 的输出由１变为０，这时 R D = 0 ， S D = 1 ， 3
R − S 触发器复０，定时器输出 u0 = 0 。 t1
_
下降，当 uc
_ _ 2 Vcc 时比较器 A1 输出由０变为１，Ｒ－Ｓ触发器的 R D = S D = 1 ，Ｑ的 3
状态不变， u0 的状态仍为低电平。
_ 1 t = t2 时刻， uc 下降到 Vcc ，比较器 A2 输出由 1 变为 0，R---S 触发器的 R D = 1， 3
S D = 0，触发器处于 1，定时器输出 u0 = 1 。此时电源再次向电容 C 放电，重复上述过
_
程。 通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出 u0 = 1 ，电容放电时， u0 = 0，电 容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。多谐振荡器无外部信号输入，却能输 出矩形波。
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图 3 方波振荡周期参照图
振荡周期计算： 由图 3 可知，振荡周期 T = T1 + T2 。 T1 为电容充电时间， T2 为电容放电时间。 充电时间 T1 = ( R1 + R2 )C ln 2 ≈ 0.7( R1 + R2 )C 放电时间 T2 = R2C ln 2 ≈ 0.7 R2C 矩形波的振荡周期 T = T1 + T2 = ln 2( R1 + 2 R2 )C ≈ 0.7( R1 + 2 R2 )C 因此改变 R1 、 R2 和电容 C 的值，便可改变矩形波的周期和频率。 对于矩形波，除了用幅度，周期来衡量外，还有一个参数：占空比 q，q=（脉 宽 tw ）/（周期 T） tw 指输出一个周期内高电平所占的时间。图（C）所示电路输出 ， / 矩形波的占空比 q =
T1 T R +R = 1 = 1 2 。(式 1) T T1 +T2 R1 + 2R2
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（3）方波电路原理图及其波形
图4
方波电路原理图
图5
方波电路输入输出信号波形图
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（4）设计效果分析 由上图可看出起时间周期 T=1.971s≈2.00s,频率 f=500HZ。基本符合设计的要 求。
2.三角波发生电路
（1）核心元件的选择 741 运算放大器的电路：
图6
LM741 运算放大电路结构图
1.调零端 3.同相端 5 调零端 7.正电源端
2.反相端 4.负电源端 6.输出端 8.空脚
741 放大器由双路稳压电源供电，打开稳压电源开关，将电源的两组输出电压都 调节为 15 伏，然后关断电源，将一组电源的正极与实验板上“VCC”接线柱相连，
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另一组电源的负极与“VEE”接线柱相连，前一组电源的负极与后一组电源的正极都 和实验板上的“地”相连在实验板上把 ui 输入端用一根导线与地短接打开稳压电源开 关，用万用表测量输出电压 uo ，若 uo ≠ 0 ，可通过调节调零电位器 W，使 uo = 0 。
（2）积分电路的原理和计算 输出信号与输入信号的积分成正比的电路，称为积分电路。
图7
运算放大器构成积分电路及其波形
在信号处理电路和有源网络中作模拟运算的积分器常用运算放大器构成 （图 7） 。 如运算放大器工作在理想状况， 它的输入端电流 i1≈0,输入端电压 u1≈0,在电路输入 电压 ui(t)的作用下，电容器 C 的充电电流 i =i=ui(t)/R,因此输出电压为 （式 1） 图 2 是输入为阶跃电压时的输出电压 uo(t)的波形。 当输入为一正弦信号 ui(t)=Umcos ωt 时，它的输出信号电压为 （式 2） 输出信号的幅度是输入信号的 1/ωRC 倍，其相位则领先 90°。当输入信号含有不同 频率分量时,低频分量将“提升”得较多，而较高频率分量则“提升”得较少。因此 积分电路也可以用来抑制频率比有用信号频率高的干扰信号。在间接调频器中，先用
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积分电路对调制信号积分，使调制信号幅度与它的频率成反比，然后由调相电路对载 波进行相位调制，就可以产生调频波,实现调相-调频波的变换。
（3）三角波电路原理图及其波形
图8
三角波电路原理图
图9
三角波电路输入输出波形图
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（4）设计效果分析 由上图可看出起时间周期 T=1.971s≈2.00s,频率 f=500HZ。基本符合设计的要 求。
3.正弦波发生电路
（1）核心元件的选择 741 运算放大器的电路： 由于正弦波发生电路与三角波发生电路的原理与实际电路图完全相同，故，不再 重复介绍其元件使用原理，详情可参见三角波发生电路的原理分析。
（2）积分电路的原理和计算 由于正弦波发生电路与三角波发生电路的原理与实际电路图完全相同，故，不再 重复介绍其积分电路的原理和计算， 详情可参见三角波发生电路的积分计算原理分析
（3）正弦波电路原理图及其波形
图 10
正弦波电路原理图
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图 11
三角波电路输入输出波形图
三、总电路图
图 12
多种波形发生器总电路图
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四、仿真与调试
图 13
总电路仿真调试图
图 14
总电路输入及三种输出波形图
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表2
元器件明细表：
元件名称 555 定时器 741 运算放大器 电阻 电容 二极管 交流电源 直流电源
型号参数 LM555CM LM741CH 9.1K/10K/47K/1M ohm 10n/22n F 1N1202C 12V 5V
数量 1 2 2 / 2 / 2 / 2 1 / 2 2 4 1
（1）调试： 由于实验室缺少相关器材，我们采用了实验书上的电路进行调试和制作。实验结 果良好，信号稳定，波形清晰。
五、小结
1. 安装和调试问题：
（1）在最初的设计中，我们想通过课本中的 RC 振荡电路来实现直接输出正弦波，然 后再通过转化，实现其他信号的输出，但随后我们发现，课本上的电路不容易组合， 多次仿真和调试失败后，我们选择了现在的方案。 （2）在最初选择现方案时，我们对 555 定时器的理解不够，仿真中，多次将针脚搞 错，设计出来的电路所输出的波形五花八门，不符合要求。 （3）在后面的积分电路的设计中，对于电容电阻数据的计算有很多偏差，我们经过 长时间的尝试，得到现有数值，但我们感觉还有不完善之处。
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2. 分析和解决办法：
（1）对于一个问题，我们选择避开，只参照课本的主体思想，而重新设计电路，并 多方查阅资料，选择了现有方案作为正式方案。 （2）对于 555 定时器，经过在网上和图书馆中查询资料，基本上掌握了其简单用法。 （3）由于时间关系，我们并没有进一步修正数据，但我们将在以后通过更好的掌握 模电和结合数电的知识，完善我们的设计。
3. 设计特点和存在的问题
（1）我们小组的设计，充分理解了设计要求，不但能完成设计的要求，同时，设计 中输出的信号比较稳定，利于使用。并且我们基本上使用的都是常见元器件，有很好 的经济价值，整合度高，利于集成和生产，具有实际的设计和生产意义。 （2）但由于时间的关系，我们无法进一步将设计中的数据更一步细化和精确，其输 出结构虽然稳定，但还有一些偏差。
4.改进意见
（1）对于电路，若是想要更稳定，更精确的信号，我们建议使用更加先进和成熟的 核心元件来设计。 若是想实现更加复杂的功能， 也必须要使用更加成熟且复杂的元件。 （2）对于电路数据和设计，我们建议，在有充足时间的条件下，可以结合数电的知 识，更加精确数据的准确性，减少误差和失真。进一步提高稳定性。
5.收获和体会
经过一个星期的努力，模拟电子课程设计即将结束，在期间我与我们的小组收获 许多。我们认为这次课程设计是理论知识与实践相结合。充分的巩固了大学三年来所 学的理论知识。从而，增加了我的信心，明确了我今后的努力方向。 在学习理论知识时，经常遇到一些问题似懂非懂，通过一周的课程设计，在老师 的指导和自己查阅资料学习下，很多问题已经印入脑中了，同时还接触了许多新的知 识。例如，555 定时器的使用和其引脚功能。通过自己动手实践，加强了对一些芯片
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的熟悉认识。通过这次设计，也为我今后的学习奠定了基础，指明了方法。 这次课程设计使我懂得了理论联系实际的重要性， 从而也提高了我的实践动手能 力。在设计的过程中，难免会遇到一些问题，通过不断地翻阅资料，检查电路，最终 还是用理论知识解决实际问题，从中也让我受益匪浅。 团协作意识非常重要，此次设计三人一组，在设计中我们积极讨论，各抒己见， 相互研究，遇到问题我们群策群力，发挥团队精神。这样在困难的问题也不是问题。 虽然此次课程设计，时间短暂，但是我每天都很充实，并乐在其中，这次的课程 设计不但增强了我的知识储备，更让我明白团队协作的重要性。使我受益匪浅，感受 颇深。
六、参考文献
[1] 余孟尝.数字电子技术基础简明教程.北京:高等教育出版社.余孟尝. [2] 杨素行.模拟电子技术基础简明教程. 北京:高等教育出版社.杨素行. [3] 郭宏,刘显忠,张震,姜桥.电子技术应用实践指导.哈尔滨工程大学出版社. [4] 郭培源.电子电路及电子器件. 北京:高等教育出版社.