集成运放波形产生电路.ppt

集成运放波形产生电路,实验目的,实验原理,实验内容,注意事项,一、实验目的1、学习应用集成运放设计波形产生电路的原理。2、掌握集成运放构成正弦波、方波和锯齿波的工作原理和性能指标测试方法。,二、实验原理集成运放作为高增益放大器，只要加入适当的反馈网络，利用正反馈原理，满足振荡条件，就可以组成正弦波、方波、三角波和锯齿波等各种振荡电路。低频和超低频波形发生器，常采用集成运放来构成。,1、RC桥式正弦波振荡电路其中R1，R2和集成运放组成基本放大器。C和R组成串并联反馈网络。为满足振荡的振幅条件，应有R22R1。由振荡的相位条件可得到电路的输出正弦波频率为：,在f0处,满足相位条件：,因为：,AF=1,只需：A=3,振幅条件：,引入负反馈：,RC桥式正弦波振荡电路,起振的幅值条件,RC串并联电路构成正反馈支路，同时兼做选频网络。,利用零相移网络作为反馈回路，同时接入负反馈，控制运放增益。,A=1+RF/R1,RF2R1,由于以上电路依靠集成运放运用的非线性进行限幅，波形会产生较大失真。稳幅原理：使负反馈深度随输出振幅的变化而自动改变。稳幅电路：起振时D1、D2不导通，Rf略大于2R1。随着uo的增加，D1、D2逐渐导通，Rf被短接，增益A自动下降，起到稳幅作用。,具有自动稳幅的振荡电路,RC桥式正弦振荡器测试电路,2、方波形成电路,该电路由迟滞比较器和RC微分电路组成，利用电容的储能作用而工作。,迟滞比较器的参考信号为U+（UT），被比较信号为UC。,当U00时，通过R向C充电；当U00时，C通过R放电。,完整的波形：,方波振荡周期,T=T1+T2=2T2,f=1/T,占空比可调的方波发生器,改变电位器RW的滑动端，就改变了冲放电的时间，从而使方波的占空比可调。,将电容C的充、放电电路分开，调节电位器RW可以调节电容器C的充放电时间常数，从而调节方波的占空比。,3、三角波形成电路,虚线左边为同相输入过零比较器，右边为积分运算电路。,三角波周期,T,改变RW，使得电容器C的充、放电时间常数不同，即可得到不同斜率的锯齿波。改变R、C和RW均可改变锯齿波周期。,锯齿波发生器测试电路,实验电路板,三、实验内容1，RC桥正弦波形成电路2，方波形成电路3，锯齿波形成电路测试内容参见教材。有正常输出的，按要求定量测一组波形。观测调节电位器有何影响？并得出结论。无正常输出的，记录其现象。,1、首先检查运放12V电源是否连接正确。2、测量信号幅度时要注意正确设置探头比。3、采用双踪方式观察波形时要注意选择合适的触发源。4、如数字示波器菜单按键无法操作，请用模拟示波器的读数方法进行测试。,四、注意事项,五、思考题,1、在RC桥式正弦振荡电路中，若要连续改变输出正弦波频率，可用什么方法？2、可用什么方法改变方波形成电路的输出电压大小？,复习,复习已做过的实验实验报告思考题试卷模版,实验报告及问题1、画波形要规范，标出频率幅度值2、方波和TTL信号3、74LS194构成环形计数器波形观测4、测试两路信号应地线重合5、555定时器电路连接要正确6、74LS161时序的测试7、SW开关连接到何处8、正负电源的连接9、调幅波的测试，波形稳定显示,1、为什么异或门可用作非门，如何使用？为什么异或门是可控反相器?将异或门的一个输入端接高电位，另一个输入端受控。即可作非门使用。2、为什么CMOS集成门电路多余输入端不能悬空？输入电平不确定，造成器件损坏。1施密特触发器的阈值电平都是固定的吗？（否）2若要使实验中的积分型单稳态触发器能正常工作，对输入脉冲有和要求？（输入脉冲不能太窄）3.实验中CD4098集成单稳态触发器组成图3.2.7的延时电路中，若使输出脉冲宽度为3ms，RX2应为多少？（30或30K）,思考题,思考题,返回,移位寄存器74LS1941、异步清零2、送数，左移，右移3、标志码为Q0，初始数据为11104、试讨论环形计数器所存在的优势和缺陷。答：缺陷是由于环形计数器(如74LS194)仅有4个有效状态，因此触发器利用率低。优点是该计数器只有1个”0”在其中循环，使用时可省略译码器，并且输出无毛剌。5、不带自启动6、扭环计数器译码时为什么不存在竞争冒险现象？答：该计数器工作时，有8个有效状态。对于每一个时钟信号脉冲，电路只有一个触发器翻转，所以译码后不会产生冒险现象。,1、555时基电路中，CO端为基准电压控制端，当悬空时触发电平分别为多少？（2/3VCC，1/3VCC）当接固定电平时，触发电平分别为多少？（VCO,1/2VCO）2、用555定时器组成的施密特触发器，当VCC=12V，电压控制端悬空时，VTH、VTL、V各为多少？（8V，4V，4V）当VCC=6V，VCO=8V时，VTH、VTL、V各为多少？（8V，4V，4V）3、用555定时器组成的多谐振荡器，只改变电容C的大小能够改变振荡器输出电压占空比系数吗?（否。可改变电阻实现）,思考题,1、在数码管的四位动态显示实验时，将CP端接TTL信号频率由500Hz逐渐减小，再由500Hz逐渐变大，观查数码管的显示有何变化，为什么？2、根据实验4的结论，试分析QA、QB、QC、QD、QCC分别与CP的分频关系。（2分频，4分频，8分频，16分频，16分频）3、用BCD码7段译码显示器驱动数码管，是否要在译码器与数码管之间串接电阻，为什么?（要，限流）,思考题,思考题1、若用双踪示波器观测调制信号和已调波，应用其中哪一个信号作触发源？（调制信号）2、在同步检波器中，所加本地载波信号和已调幅载波同频不同相或同相不同频，对检波器有