A、正弦波产生方案：

1、较低频率的正弦波可采用单片机产生正弦调制的PWM波，其后连接积分电路实现。
2、采用运算放大器和RC阻容电路实现，RC正弦波振荡电路
3、采用RLC谐振选频网络实现

RC正弦波振荡的组成与工作原理 - 百度文库

B、方波产生方案：

1、采用555时基电路实现，可以555定时器产生方波，如果对占空比要求不那么精确的话。
2、采用门电路（反相器74HC14）及RC（也可附加晶振）实现对输入正弦波三角波整形得到方波
3、采用单片机定时器实现，单片机软件编程用定时器，控制高低电平就可以。
4、采用正弦波经过运算放大器（比较器LM311）和RC阻容电路实现

 
C、三角波产生方案：

1、主要方法是采用方波+积分器实现。

软件产生正弦波，过零比较就可以先出来方波，方波再用积分电路可以产生三角波

 

D、正弦波/方波/三角波共同方法：采用DDS或信号发生器专用芯片可实现上述三种信号。

1.直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer）DDS芯片ADS9851直接就可以产生正弦波和方波，这个不用原理啊
基于AD9851的多功能信号发生器设计 - 百度文库

DDS芯片资料

  一、555定时器产生方波

二、反相器+RC=迟滞比较器 产生方波的电路

 反相器和RC产生方波的电路

通过控制滞回比较器的上下限，调节方波占空比。

电路的震荡频率 f 是0.3/【C（R1+Rp1/2）】

矩形波产生电路如图所示，它是在迟滞比较器的基础上，把输出电压经Rf、C 反馈集成运放的反相端。在运放的输出端引入限流电阻R和两个稳压管而组成的双向限幅电路。

 

2．工作原理

在接通电源的瞬间，图XX_01电路的输出电压究偏于正向饱和还是负向饱和，纯属偶然。设输出电压偏于负饱和值，即时，则集成运放同相端的电压为

而时电容反向充电，vc由零变负。在Vc高于Vp之前，不变。当Vc下降到略低于Vp时，Vo从–Vz跳变到+Vz。与此同时，Vp由变为

 

 

三、产生正弦波

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_电磁场与无线技术的博客-CSDN博客_lm324产生方波的原理

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。

通过控制滞回比较器的上下限，调节方波占空比。

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

问：请问方波变成正弦波必须先变成三角波吗？

答：滤波

问：方波和正弦波之间怎么相互转换？

方波傅立叶变换成多个正弦波，再低通滤波

问：想让正弦波转换成三角波怎么弄呢？

答：复杂的方式是PLL，虽然很直接，但太过复杂，需要用到数字信号处理的知识；

       简单的方式是先把正弦波用滞回比较器变成方波，再用积分电路变成三角波，注意变换过程中的幅度、相位就好！

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。

问：怎样可以得到上下限相等的三角波呢，有时候会离x轴有偏移

答：把参考电平（地）适当地移位是最简单的解决办法

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

方波，三角波，正弦波的波形峰值，有效值和平均值之间的关系

有效值即均方根值：一个周期内做功大小=有效值电压（直流电压）的做功大小

 

正弦波它们之间的关系是Vpp=2Vp=2√2Vrms

方波两者相等，三角波峰值是有效值的二倍

此图摘自《电力电子技术》
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五、正弦波转方波常用电路

输进的正弦波电压通过由C1、C2和D1、D2组成的半波二倍压电路为IC1提供工作电源。IC1A构成放大器对输进信号进行放大，经IC1B、IC1C反相、整形变换成方波信号，再由IC1D、IC1E、IC1F进行功率放大至输出。R2用来调节输出信号幅度。

图示电路在20Hz-20KHz可输出性能良好的方波。在使用时，为保证输出信号的质量建议输进正弦波有效值大于1.5V。输进的正弦波电压最小有效值需大于750mV，此时输出信号的峰值约为2V。输出的方波幅度与输进波形幅度成比例。制作时，D1、D2也可选用锗材料的二极管，如2AP系列等，这时相对输进信号的最小有效值可还低一些。

图１正弦波转方波电路图

图２CD4093电路图

这里先容一个无需另外电源的正弦波变方波转换电路（见图1），它可从已有的正弦波发生器中提出良好的方波信号而不需外

接电源为其电路供电，使得它可以方便的将正弦波发生器和测试装置结合在一起

施密特电路 -正弦波转方波

 

 

大家还记得前天，有同学在公众号里询问的 波形的转换与信号处理 的问题。是将输入的正弦波转换成两倍频、占空比可调、幅度可调YyY的三角波形。

▲ 问题的要求示意图
在之前的信号与系统课程中，讨论过如何获得 对称方波中的二次谐波 的问题，那么利用其中的一些方案是可以将输入正弦波转换到它对应的二倍频的正弦波。

由于最后需要的是两倍频的三角波，并且是占空比可调，所以在电路中就不再需要提取正弦波的选频电路，而是直接脉冲波形上进行波形变换即可。

一下子直接获得二倍频的三角波可能有些困难。所以可以将这个问题转换成两步：
**第一步：**先生成占空比可调的二倍频的方波信号；
**第二步：**在将方波信号转换成三角信号；

在第一步过程中，可以参见在 对称方波中的二次谐波中的讨论，使用以下四个步骤完成：

▲ 由正弦波生成占空比可调的方波信号
在最后一步，单稳态触发器的时间是可以调节的，近而可以调节最后二倍频方波的占空比。

以上的过程仅仅是一个思路，实现二倍频的方案的方案还有很多。

第二步，再将方波信号转换成幅度可调节的三角波信号。那么这其中需要使用什么电路呢？

▲ 由方波转换成三角波的过程
最后这一步的转换就简单了，可以通过积分电路进行转换。只是，这其中需要解决两个问题：

如何消去积分器前级信号的直流分量，避免积分电路饱和？

如何调节输出信号的幅值？

显然第一个问题，可以通过两个方法来解决：一是通过隔直电容将占空比可调的脉冲信号送入后面的积分电路；二是在后面的积分电路中增加一个反馈，来稳定输出的直流工作点；

第二个问题，可以通过调节输入信号的幅值，或者通过调节积分电路中控制积分电流对应的电阻的大小来改变积分结果的幅值。

下图给出了第二步的实现示意图：

▲ 方波转变成三角波的电路
其中C0是隔直电容。R1，C1是积分环节中的阻容。调节R1的大小可以改变输出结果的幅值。 R2是放置积分电路饱和的反馈电阻。它的大小需要比R1大两个数量级，这样就不会影响积分波形。

好吧，这也许就是一个抛砖引玉的过程，其中还存在一些设计缺点。比如对于占空比、幅值以及输入信号的频率之间还不能够完全解耦。也就是当输入正弦信号的频率发生变化的时候，就会影响输出信号的占空比以及幅值。 当改变占空比的时候，也会影响输出信号的幅值。

如果需要将它们之间的这种耦合解除掉，还需要再增加一些辅助电路。或者改为另外的思路，使用更加简单巧妙的方法完成电路的设计
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