正弦波、方波、三角波的產生和兩兩之間相互轉換[親測有效]-正弦波轉方波原理

正弦波、方波、三角波的產生和兩兩之間相互轉換[親測有效]正弦波產生方案：1、較低頻率的正弦波可采用單片機產生正弦調制的PWM波，其后連接積分電路實現。2、采用運算放大器和RC阻容電路實現3、采用RLC諧振選頻網絡實現方波產生方案：1、采用555時基電路實現，可以555定時器產生方波，如果對占空比要求不那么精確的話。2、采用門電路（反相器）及RC（也可附加晶振）實現3、采用單片機定時器實現，單片機軟件編程用定時器，控制高低電平就可以。4、采用運算放大器和RC阻容電路實現三角波產生方案：主要方法是采用方波加積分器實現。此外，上述三種信號

A、正弦波產生方案：

1、較低頻率的正弦波可采用單片機產生正弦調制的PWM波，其后連接積分電路實現。
2、采用運算放大器和RC阻容電路實現，RC正弦波振蕩電路
3、采用RLC諧振選頻網絡實現

RC正弦波振蕩的組成與工作原理 – 百度文庫

B、方波產生方案：

1、采用555時基電路實現，可以555定時器產生方波，如果對占空比要求不那么精確的話。
2、采用門電路（反相器74HC14）及RC（也可附加晶振）實現對輸入正弦波三角波整形得到方波
3、采用單片機定時器實現，單片機軟件編程用定時器，控制高低電平就可以。
4、采用正弦波經過運算放大器（比較器LM311）和RC阻容電路實現

C、三角波產生方案：

1、主要方法是采用方波+積分器實現。

軟件產生正弦波，過零比較就可以先出來方波，方波再用積分電路可以產生三角波

D、正弦波/方波/三角波共同方法：采用DDS或信號發生器專用芯片可實現上述三種信號。

1.直接數字式頻率合成器（Direct Digital Synthesizer）DDS芯片ADS9851直接就可以產生正弦波和方波，這個不用原理啊
基于AD9851的多功能信號發生器設計 – 百度文庫

DDS芯片資料

一、555定時器產生方波

二、反相器+RC=遲滯比較器 產生方波的電路

反相器和RC產生方波的電路

通過控制滯回比較器的上下限，調節方波占空比。

電路的震蕩頻率 f 是0.3/【C（R1+Rp1/2）】

矩形波產生電路如圖所示，它是在遲滯比較器的基礎上，把輸出電壓經Rf、C 反饋集成運放的反相端。在運放的輸出端引入限流電阻R和兩個穩壓管而組成的雙向限幅電路。

2．工作原理

在接通電源的瞬間，圖XX_01電路的輸出電壓究偏于正向飽和還是負向飽和，純屬偶然。設輸出電壓偏于負飽和值，即時，則集成運放同相端的電壓為

而時電容反向充電，vc由零變負。在Vc高于Vp之前，不變。當Vc下降到略低于Vp時，Vo從–Vz跳變到+Vz。與此同時，Vp由變為

三、產生正弦波

常見模擬電路設計 一（含仿真）：方波、三角波、正弦波的互相發生_電磁場與無線技術的博客-CSDN博客_lm324產生方波的原理

一、總體設計方案

二、單元電路設計和原理說明

2.1、方波發生電路

波形發生電路可以由集成運放芯片構成運算電路來實現。
第一步的方波發生電路，可以由滯回比較器和RC電路構成，如圖

采用通用運放LM324芯片進行設計，C1和R1組成RC電路，而R2和R3以及LM324構成滯回比較器。D1、D2的作用是穩壓。

通過控制滯回比較器的上下限，調節方波占空比。

電路波形如下

2.2、三角波發生電路

三角波發生器就是利用集成運放構成積分器，然后對方波信號進行運算，如圖

其中R4和C2的值要經過計算，否則輸出波形會出現失真

問：請問方波變成正弦波必須先變成三角波嗎？

答：濾波

問：方波和正弦波之間怎么相互轉換？

方波傅立葉變換成多個正弦波，再低通濾波

問：想讓正弦波轉換成三角波怎么弄呢？

答：復雜的方式是PLL，雖然很直接，但太過復雜，需要用到數字信號處理的知識；

簡單的方式是先把正弦波用滯回比較器變成方波，再用積分電路變成三角波，注意變換過程中的幅度、相位就好！

其波形如圖

2.3、正弦波發生電路

由傅里葉變換展開三角波信號

可知，在三角波頻率固定或者變化較?。?倍以內變化）的時候，可以通過低通濾波器得到正弦波，此濾波頻率應該大于基波頻率而小于三次諧波分量頻率。

問：怎樣可以得到上下限相等的三角波呢，有時候會離x軸有偏移

答：把參考電平（地）適當地移位是最簡單的解決辦法

電路圖如下

在50Hz三角波時波形如下

三、元器件的選擇及相關數據、參數

核心芯片集成運放選擇了LM324通用運放

四、總體電路原理圖和工作原理說明

總體電路如下

從左到右依次為方波發生部分，三角波發生部分，正弦波發生部分。

方波發生部分由LM324構成的滯回比較器和RC電路構成；

三角波發生部分是LM324構成的積分運算電路；

正弦波發生部分則是LM324構成的低通濾波器。

方波產生的原理是RC電路波形在滯回比較器的選擇下輸出方波；

三角波產生原理是對方波進行積分運算得到三角波；

正弦波產生原理是，因為根據傅里葉變換，三角波可化為正弦波之和，所以很容易通過低通濾波器得到正弦波，濾波器的頻率應該大于基波頻率小于三次諧波分量頻率。

最終得到的三個波形

方波，三角波，正弦波的波形峰值，有效值和平均值之間的關系

有效值即均方根值：一個周期內做功大小=有效值電壓（直流電壓）的做功大小

正弦波它們之間的關系是Vpp=2Vp=2√2Vrms

方波兩者相等，三角波峰值是有效值的二倍

此圖摘自《電力電子技術》
————————————————
版權聲明：本文為CSDN博主「電磁場與無線技術」的原創文章，遵循CC 4.0 BY-SA版權協議，轉載請附上原文出處鏈接及本聲明。
原文鏈接：https://blog.csdn.net/weixin_43824941/article/details/108064258

五、正弦波轉方波常用電路

輸進的正弦波電壓通過由C1、C2和D1、D2組成的半波二倍壓電路為IC1提供工作電源。IC1A構成放大器對輸進信號進行放大，經IC1B、IC1C反相、整形變換成方波信號，再由IC1D、IC1E、IC1F進行功率放大至輸出。R2用來調節輸出信號幅度。

圖示電路在20Hz-20KHz可輸出性能良好的方波。在使用時，為保證輸出信號的質量建議輸進正弦波有效值大于1.5V。輸進的正弦波電壓最小有效值需大于750mV，此時輸出信號的峰值約為2V。輸出的方波幅度與輸進波形幅度成比例。制作時，D1、D2也可選用鍺材料的二極管，如2AP系列等，這時相對輸進信號的最小有效值可還低一些。

圖１正弦波轉方波電路圖

圖２CD4093電路圖

這里先容一個無需另外電源的正弦波變方波轉換電路（見圖1），它可從已有的正弦波發生器中提出良好的方波信號而不需外

接電源為其電路供電，使得它可以方便的將正弦波發生器和測試裝置結合在一起

施密特電路 -正弦波轉方波

大家還記得前天，有同學在公眾號里詢問的 波形的轉換與信號處理 的問題。是將輸入的正弦波轉換成兩倍頻、占空比可調、幅度可調YyY的三角波形。

▲ 問題的要求示意圖
在之前的信號與系統課程中，討論過如何獲得 對稱方波中的二次諧波 的問題，那么利用其中的一些方案是可以將輸入正弦波轉換到它對應的二倍頻的正弦波。

由于最后需要的是兩倍頻的三角波，并且是占空比可調，所以在電路中就不再需要提取正弦波的選頻電路，而是直接脈沖波形上進行波形變換即可。

一下子直接獲得二倍頻的三角波可能有些困難。所以可以將這個問題轉換成兩步：
**第一步：**先生成占空比可調的二倍頻的方波信號；
**第二步：**在將方波信號轉換成三角信號；

在第一步過程中，可以參見在 對稱方波中的二次諧波中的討論，使用以下四個步驟完成：

▲ 由正弦波生成占空比可調的方波信號
在最后一步，單穩態觸發器的時間是可以調節的，近而可以調節最后二倍頻方波的占空比。

以上的過程僅僅是一個思路，實現二倍頻的方案的方案還有很多。

第二步，再將方波信號轉換成幅度可調節的三角波信號。那么這其中需要使用什么電路呢？

▲ 由方波轉換成三角波的過程
最后這一步的轉換就簡單了，可以通過積分電路進行轉換。只是，這其中需要解決兩個問題：

如何消去積分器前級信號的直流分量，避免積分電路飽和？

如何調節輸出信號的幅值？

顯然第一個問題，可以通過兩個方法來解決：一是通過隔直電容將占空比可調的脈沖信號送入后面的積分電路；二是在后面的積分電路中增加一個反饋，來穩定輸出的直流工作點；

第二個問題，可以通過調節輸入信號的幅值，或者通過調節積分電路中控制積分電流對應的電阻的大小來改變積分結果的幅值。

下圖給出了第二步的實現示意圖：

▲ 方波轉變成三角波的電路
其中C0是隔直電容。R1，C1是積分環節中的阻容。調節R1的大小可以改變輸出結果的幅值。 R2是放置積分電路飽和的反饋電阻。它的大小需要比R1大兩個數量級，這樣就不會影響積分波形。

好吧，這也許就是一個拋磚引玉的過程，其中還存在一些設計缺點。比如對于占空比、幅值以及輸入信號的頻率之間還不能夠完全解耦。也就是當輸入正弦信號的頻率發生變化的時候，就會影響輸出信號的占空比以及幅值。 當改變占空比的時候，也會影響輸出信號的幅值。

如果需要將它們之間的這種耦合解除掉，還需要再增加一些輔助電路?；蛘吒臑榱硗獾乃悸?，使用更加簡單巧妙的方法完成電路的設計
————————————————
版權聲明：本文為CSDN博主「卓晴」的原創文章，遵循CC 4.0 BY-SA版權協議，轉載請附上原文出處鏈接及本聲明。
原文鏈接：https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/106293296

信號轉換 | 如何將正弦波轉換成方波？_卓晴的博客-CSDN博客_正弦波轉方波

C語言方波轉換正弦波,方波轉換成正弦波電路_weixin_39897505的博客-CSDN博客

電賽初探（一）——正弦波、方波、鋸齒波轉換_weixin_34378045的博客-CSDN博客