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

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的值要经过计算，否则输出波形会出现失真

其波形如图

2.3正弦波发生电路
由傅里叶变换展开三角波信号

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50hz三角波时波形如下

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

四、总体电路原理图和工作原理说明
总体电路如下

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

如有错误恳请大家指出，谢谢观看！

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