2016东南大学模电4波形产生电路.doc

东南大学电工电子实验中心实 验 报 告课程名称： 模拟电子电路实验 第 4 次实验实验名称： 波形产生电路 院 （系）： 吴健雄学院 专 业： 电类强化班 姓 名： 学 号： 610142 实 验 室: 1 实验组别： 同组人员： 实验时间：2016年 5月27 日 评定成绩： 审阅教师： 一、 实验目的 1. 掌握方波信号产生的基本原理和基本分析方法，电路参数的计算方法，各参数对电路性能的影响； 2. 掌握滤波器的工作原理、基本参数的测量方法和工程设计方法； 3. 掌握多级电路的级联安装调试技巧； 4. 熟悉 FilterPro、MultiSim 软件高级分析功能的使用方法。 二、 实验内容 1. 基本要求 使用 555 芯片、74LS74 芯片和通用运放等芯片，设计制作一个频率可变的可输出方波 I、方波 II、三角波、正弦波 I、正弦波 II 的多种波形产生电路。 (1) 产生频率为 2kHz-5kHz 的方波 I 作为信号源；利用此方波 I，可在四个通道输出 4 种波形：每通道输出方波 II、三角波、正弦波 I、正弦波 II 中的一种波形，每通道输出的负载电阻均为 600 欧姆。 (2) 五种波形的设计要求： 产生频率为 2kHz-5kHz 连续可调，输出电压幅度为 1V 的方波 I； 原理图：考虑采用555定时器，利用二极管调整占空比为50%，为提高负载能力，利用分压电路后级联电压跟随器。仿真波形为：实际波形为：可以看到，实际波形表现出来的是峰峰值1.00V，占空比50.00%，频率为5.000kHz，这是精确到不能再精确的设计。1） 利用方波 I，产生频率为 500Hz-1kHz 连续可调，输出电压幅度为 1V 的方波 II； 原理图如下：利用74161分频，并在最后输出处将5V分压至1V：仿真为：实际波形为：频率为低频时：频率为高频时：可以看到，幅度均为1.00V，堪称完美。2） 利用方波 I，产生频率为 500Hz-1kHz 连续可调，输出电压幅度峰峰值为 3V 的三角波； 原理图：利用积分电路将方波积分为三角波：仿真结果为：实际经过电位器调整部分阻值和用电容级联使其变为双极性波形，得到波形如下：低频时：高频时：峰峰值也为3.00V。3） 利用方波 I，产生输出频率为 2kHz-3kHz 连续可调，输出电压幅度峰峰值为 3V 的正弦波 I； 原理图：二阶有源低通滤波电路：仿真可得：示波器显示为：2khz时：3khz时：在实际情况中，幅度值和占空比均可通过电位器调节，以达到预期效果。(3) 方波、三角波和正弦波输出波形应无明显失真（使用示波器测量时）。频率误差不大于 5%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于 5%。 实验表明，均达到了1%内的误差。(4) 每通道输出的负载电阻 600 欧姆应标示清楚、置于明显位置，便于验收。 均使用了600欧姆负载。2. 提高要求 (1) 方波、三角波和正弦波输出波形应无明显失真（使用示波器测量时）。频率误差不大于 1%； 均达到。(2) 方波、三角波和正弦波输出波形应无明显失真（使用示波器测量时）。通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于 1%。 均达到。三、 预习思考 1. 用 555 芯片设计产生方波发生器（Multisim 仿真）。 2. 用运放芯片设计产生方波发生电路（Multisim 仿真）。 (1) 图 4.1 中 RW调到最小值时输出信号频率是多少，调到最大值时输出信号频率又是多少。 F=18.2khzF= 3.57khz(2) 稳压管为 6V，要求输出方波的前后沿的上升、下降时间不大于半个周期的 10，试估算图 4.1 电路的最大输出频率。 Fmax=1.8khz(3) 如果两个稳压管中间有一个开路，定量画出输出波形图，如果两个稳压管中间有一个短路呢？ 开路（上面那个图）短路：（下面这个图）反向短路：(4) 简单总结一下，在设计该振荡器时必须要考虑运算放大器的哪些参数。 转换速率的参数需要考虑。 3. 滤波器电路（Multisim 仿真） (1) 设计一个低通滤波器，截止频率 f0 =2kHz，Q 值为 0.7，f f0的衰减速率不低于 30dB/10 倍频。 (2) 设计一个高通滤波器