数字电子技术基础综合实验-方波&三角波发生器（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）青海大学数字电子综合实验报告——方波&三角波发生器设计院系:化工学院化工机械系班级:10级自动化(1班小组成员:常高志(1301002谢佳才(1301003李洋洋(1301008数字电子技术综合实验一、实验名称:方波、三角波发生器二、实验设备(1数字电子技术实验箱(2万用表(3示波器(4信号发生器三、实验目的通过实际电路的搭建,进一步巩固所学理论知识,并通过掌握实际元件的用法将理论与实际相结合。提高对数字电路的仿真、设计、调试能力,进一步提高对理论课程的学习兴趣。实验内容综合运用电子技术基础中数字电子技术所学门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、波形产生与变换电路等知识,结合实际集成数字器芯片,设计一个可以改变输出频率的方波、三角波产生电路,参考系统框图如下:四、实验要求本实验要求设计实现方波、三角波波形的产生电路,其频率可以调整,可通过数字输入量选择输出波形的类型,可通过数字输入量选择输出频率进行2倍频、4倍频等,可显示倍频系数。波形产生可使用555定时器,也可使用集成运算放大器或比较器,显示电路使用八段LED数码管(带74LS48译码器,其他电路根据具体设计确定。要求,电路简洁,输出波形稳定,噪声小,显示倍频系数即可。另外,电源可采用实验箱提供的直流电源,无需另行设计。五、实验步骤(1分析实验题目,确定系统总体方案;(2细化系统总体方案,确定实现每一模块拟采用的电路方案;(3根据现有芯片类型确定电路采用的芯片,并查阅相关芯片的使用方法;(4采用Multisim对每一部分的电路方案进行仿真;(5利用实验室现有设备,搭建电路实现实验要求,测试分析结果;(6对实验过程中的问题、结果、收获进行总结。六、实验元件清单七、各组成部分的工作原理1.方波发生电路的工作原理:图(1由555定时器组成的多谐振荡器利用555与外围元件构成多谐振荡器,来产生方波的原理:用555定时器组成的多谐振荡器如图(1所示。接通电源后,电容C2被充电,当电容C2上端电压Vc升到2Vcc/3时使555第3脚V0为低电平,同时555内放电三极管T导通,此时电容C2通过R3、Rp放电,Vc下降。当Vc下降到Vcc/3时,V0翻转为高电平。电容器C2放电所需的时间为tpL=(R3+RpC2ln2(3-1当放电结束时,T截止,Vcc将通过R1、R3、Rp向电容器C2充电,Vc由Vcc/3上升到2Vcc/3所需的时间为tpH=(R1+R3+RpC2ln2=0.7(R1+R3+RpC2(3-2当Vc上升到2Vcc/3时,电路又翻转为低电平。如此周而复始,于是,在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。电路的工作波形如图(2,其震荡频率为f=1/(tpL+tpH=1.43/(R1+2R3+2RpC2(3-3图(2由555定时器组成的多谐振荡器工作波形2.方波--三角波转换电路的工作原理:图(3积分电路产生三角波RC积分电路是一种应用比较广泛的模拟信号运算电路。在自动控制系统中,常用积分电路作为调节环节。此外,RC积分电路还可以用于延时、定时以及各种波形的产生或变换。由555定时器组成的多谐振荡器输出的方波经C4耦合输出,如图(3所示为RC积分电路,再经R与C积分,构成接近三角波。其基本原理是电容的充放电原理。3.总电路工作原理:555定时器接成多谐振荡器工作形式,C4为定时电容,C4的充电回路是R1→R4→R5→C4;C4的放电回路是C4→R5→R4→555的7脚DIS(放电管。由于R4+R5》R1,所以充电时间常数与放电时间常数近似相等,由555的3脚OUT输出的是近似对称方波。按图所示元件参数,其频率为1kHz左右,调节电位器R5可改变振荡器的频率。方波信号经积分网络后,输出三角波。C1是电源滤波电容。发光二极管LED1用作电源指示灯。图(4总电路图八、用Multisim11进行仿真从Multisim11仿真元件库中调出所需元件,按电路图接好线路,方波输出端接一个虚拟的示波器,接通电源后,可得如图(5所示的输出方波仿真图。图（5）输出方波电路的仿真方法同输出方波电路的仿真方法，可得图（6）（7）所示的三角波和方波转三角波波形仿真图、。图（6）三角波图（7）方波转三角波波形倍频显示部分仿真电路如下：图（8）九、安装与调试：先在电路板上做好布局，然后进行焊接。焊接好电路到实验室进行调试，波形达到要求，占空比可调，频率连续可调，波形幅值可以调到实验要求范围内，调试完成。十、误差分析：1.参数设计不是非常完美；2.测量仪器本身的老化产生的误差；3.焊接电路时焊点