实验RC波形发生电路讲课文档

实验RC波形发生电路第1页，共16页。实验目的学习使用运放组成方波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器和正弦波发生器实验仪器示波器FLUKE表第2页，共16页。实验内容方波发生器（占空比不可调/可调）三角波发生器锯齿波发生器正弦波发生器第3页，共16页。实验原理在信号产生电路中应用最广：比较器比较器：比较输入信号Vi和参考电压VREF的电路，常用的有单门限电压比较器，双门限电压比较器uiuooVOLVOHVi＜VREF，VID=＞0运放处于正饱和状态输出Vo=VOHVi＞VREF，VID=＜0运放处于负饱和状态输出Vo=VOL第4页，共16页。uitouoto+UO–UO过零比较器：优点：电路简单，灵敏度高缺点：抗干扰能力差，当ui在零值或比较电压值附近时，输出uo反复跳变。为提高抗干扰能力，多采用具有滞回特性的比较器。在单门限电压比较器基础上引入了正反馈网络。第5页，共16页。由于比较器中的运放处于开环状态或正反馈状态，因此一般情况下，输出电压vO与输入电压vI不成线性关系，只有在输出电压发生跳变瞬间，集成运放两个输入端之间的电压才可近似认为等于零第6页，共16页。方波发生器图7.1+设电路通电瞬时，电容上的电压为零，电路输出为Vz，这时运放正向输入端电压为运放输出电流经RP、R4向电容C充电。运放反向输入端VN随时间延续电压升高，当VN=VP1时，电路输出翻转，Vo由Vz变为-Vz，VP由VP1=FVz变为VP2=-FVz图7.2这时由“地”向电容反向充电，VN电压下降，当VN=VP2时，电路输出翻转，Vo由-Vz变为Vz，VP由VP2=-FVz变为VP1=FVz。周而复始，电路输出方波第7页，共16页。所以，在实验中通过改变RP就可以该变电路输出方波的周期。双向触发二极管，用于过压保护限流电阻R3。若电路不起振，可适当减小R3的阻值。第8页，共16页。实验内容一:方波发生器电路记录电路输出端和电容上的信号波形分别测量R4+Rp=20kΩ、40kΩ、60kΩ、80kΩ、100k时电路输出信号的幅值和周期，并与理论分析的结果相比较第9页，共16页。占空比可调的矩形波发生器:

电容C充放电使用不同的路径+RPNRPP图7.3当输出为高电平Vz时，运放输出的电流经RPP、D1、R4向电容充电，容易得到输出高电平持续的时间

类似地可以求得输出低电平持续的时间第10页，共16页。实验内容二:占空比可调的

矩形波发生器调整Rp，分别测量R4+RPP=20kΩ、40kΩ、60kΩ、80kΩ、100k时电路输出波形的幅值、周期和占空比，并与理论分析的结果相比较。(注意：要使用相同的Rp)第11页，共16页。三角波发生器：过零比较器

+积分器Vo1/VVo/V图7.4第12页，共16页。实验内容三：三角波发生器⑴取RP=10kΩ，观察电路输出波形V0、Vo1，测量输出波形的周期和幅值。⑵要求改变三角波的周期，可调整哪个元件，实验并测量记录之(三组数据)。第13页，共16页。锯齿波发生器：电容C充放电使用

不同的路径RPNRPP图7.6+第14页，共16页。实验内容四：锯齿波发生器⑴观察电路的输出波形，测量输出波形的上升时间τ1和下降时间τ2。⑵取RPP分别为10kΩ、30kΩ、50kΩ、70kΩ、90kΩ，测量输出波形Vo的τ1、τ2的变化，并与理论估算值比较.(注意：要使用相同的Rp)将D