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常见模拟电路设计 一（含仿真）：方波、三角波、正弦波的互相发生「建议收藏」

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FPGA最近有些整累了，给大家开个模拟电路设计的坑，内含干货，请放心食用一、总体设计方案二、单元电路设计和原理说明2.1方波发生电路波形发生电路可以由集成运放芯片构成运算电路来实现。第一步的方波发生电路，可以由滞回比较器和RC电路构成，如图采用通用运放LM324芯片进行设计，C1和R1组成RC电路，而R2和R3以及LM324构成滞回比较器。D1、D2的作用是稳压。电路波形如下2.2三角波发生电路三角波发生器就是利用集成运放构成积分器，然后对方波信号进行运算，如图其中R4和C2的值

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

FPGA最近有些整累了，给大家开个模拟电路设计的坑，内含干货，请放心食用

一、总体设计方案
在这里插入图片描述

二、单元电路设计和原理说明
2.1方波发生电路
波形发生电路可以由集成运放芯片构成运算电路来实现。
第一步的方波发生电路，可以由滞回比较器和RC电路构成，如图

在这里插入图片描述

采用通用运放LM324芯片进行设计，C1和R1组成RC电路，而R2和R3以及LM324构成滞回比较器。D1、D2的作用是稳压。

电路波形如下
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2.2三角波发生电路
三角波发生器就是利用集成运放构成积分器，然后对方波信号进行运算，如图
在这里插入图片描述

其中R4和C2的值要经过计算，否则输出波形会出现失真

其波形如图
在这里插入图片描述

2.3正弦波发生电路
由傅里叶变换展开三角波信号

在这里插入图片描述

可知，在三角波频率固定或者变化较小（3倍以内变化）的时候，可以通过低通滤波器得到正弦波，此滤波频率应该大于基波频率而小于三次谐波分量频率。

电路图如下
在这里插入图片描述

在50hz三角波时波形如下

在这里插入图片描述

三、元器件的选择及相关数据、参数
核心芯片集成运放选择了LM324通用运放

在这里插入图片描述

四、总体电路原理图和工作原理说明
总体电路如下

在这里插入图片描述

从左到右依次为方波发生部分，三角波发生部分，正弦波发生部分。
方波发生部分由LM324构成的滞回比较器和RC电路构成；三角波发生部分是LM324构成的积分运算电路；正弦波发生部分则是LM324构成的低通滤波器。

方波产生的原理是RC电路波形在滞回比较器的选择下输出方波；三角波产生原理是对方波进行积分运算得到三角波；正弦波产生原理是，因为根据傅里叶变换，三角波可化为正弦波之和，所以很容易通过低通滤波器得到正弦波，滤波器的频率应该大于基波频率小于三次谐波分量频率。

最终得到的三个波形

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如有错误恳请大家指出，谢谢观看！

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