利用Multisim仿真设计方波转换成三角波

利用Multisim仿真设计方波—三角波转换电路姓名：汪航学号：13919232一．设计内容与要求①矩形波电路，频率3KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。②三角波电路，频率1KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。二、电路图设计及理论分析比较器积分器①方波电路1.电路组成及工作原理因为方波电压只有两种状态，高电平和低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化，即产生周期性变化，所以电路中要有延迟环节来切丁每种状态维持的时间。图示为矩形波发生电路，它由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充放电实现输出状态的自动转换。它由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。反相滞回比较器的门限电压：Vth+=R2VZ/(R1+R2)Vth-=-R2VZ/(R1+R2)2波形分析及主要参数由于图中所示电路电筒正向充电和反向充电的时间常数均为RC，而且充电的总幅值也相等，因而在一个周期内Uo=+Uz的时间与Uo=-Uz的时间相等，Uo为对称的方波，所以也称为该电路为方波发生电路。电容上电压Uc（即集成运放反相输入端电位Un）和电路输出电压Uo波形如图所示。利用一阶RC电路的三要素法可列出方程)(132/TTTZTUCReUUU将（1）式代入上式，即可求出振荡周期T=23RCln2121RR振荡频f=1/T。通过以上分析可知，调整电压比较器的电路参数R1和R2可以改变Uc的幅值，调整电阻R1、R2、R3和电容C的数值可以改变电路的振荡频率。而要调整输出电压Uo的振幅，则要换稳压管以改变Uz，此时Uc的幅值也将随之变化。②三角波电路将方波发生电路中的RC充、放电回路用积分运算电路来取代，滞回比较器和积分电路的输出互为另一个电路的输入,滞回比较器输出为方波，经积分运算电路后变换为三角波要得到占空比可调的三角波则必须要使矩形波的占空比可调。要得到占空比可调的矩形波，可通过改变电路中充放电时间常数来实现,上图中R5是用来调节占空比，调节电路中R1、R2、R6的阻值和C的容量，可以改变振荡频率。而调节R1和R2的阻值，可以改变三角波的幅值。电路参数计算：（1）输出幅度由图可知，在Uo=‐Uz期间，积分电路的输出电压Uo往正方向线性增长，此时U+也随着增长，当增长至U+=U-=0时，滞回比较器的输出电压UO1发生跳变，而发生跳变时的UO值是使三角波的最大值Uom。将条件UO1=-UZ,U+=0和Uo=Uom代入下式可得：0=R1R1+R2(-Uz)+R2R1+R2Uom可解的三角波的输出幅度为:Uom=R1R2Uz振荡频率为三、Multisim仿真验证1、用Multisim绘制反相加法器电路图本设计所需元器件如表所示。元器件所属库1LM741CNAnalog/OPAMP2直流电源VCCVEESources/POWER_SOURCES3电阻Basic/RESISTOR4电位器Basic/POTENTIOMETER5接地GROUNDSources/POWER_SOURCES6示波器7稳压二极管2、结论方波通过比较器再通过积分器可以变成三角波。