電子制作（自動(dòng)化10級）波形產(chǎn)生電路模塊學(xué)生姓名學(xué)號院系工學(xué)院電氣與信息工程系指導(dǎo)教師填寫日期2012-07-04目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)?zāi)康?\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)元器件1\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)原理與參考電路2\o"CurrentDocument"RC文氏電橋振蕩器2\o"CurrentDocument"電壓比較器3\o"CurrentDocument"方波-三角波發(fā)生器4\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及數(shù)據(jù)分析4\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)結(jié)論6\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)心得9\o"CurrentDocument"附錄10\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)板實(shí)物圖10電子制作實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼杉蛇\(yùn)算放大器構(gòu)成的RC橋式振蕩電路的工作原理、振蕩頻率和輸出幅度的測量方法。研究負(fù)反饋強(qiáng)弱對振蕩波形的影響。學(xué)習(xí)用示波器測量正弦波的振蕩頻率。開環(huán)幅頻特性和相頻特性的方法。進(jìn)一步熟悉集成預(yù)算放大器在震蕩電路方面的應(yīng)用。通過對運(yùn)算放大器構(gòu)成的比較器、方波-三角波發(fā)生器電路的實(shí)驗(yàn)研究，熟悉集成運(yùn)算放大器非線性應(yīng)用的特點(diǎn)及基本電路的調(diào)試方法。觀察方波-三角波發(fā)生器的波形、幅值和頻率。了解鋸齒波發(fā)生器的工作原理。實(shí)驗(yàn)元器件下表為本實(shí)驗(yàn)涉及的元器件：表格1實(shí)驗(yàn)元器件元器件名稱型號及規(guī)格數(shù)量集成運(yùn)算放大器LM3242片二極管IN41482只IN40073只穩(wěn)壓管2CW72只電位器旋鈕100KQ1只單圈電位器1只電容0.1uf4只0.03uf/25V(333)2只0.047uf/25V(473)1只10uf/25V14只電阻51Q,3.3KQ,5.1KQ,10KQ,20KQ各1只5.1KQ,10KQ,18KQ各2只測試插座（鉚針）10只三角測試針10只波形發(fā)生器PCB板1塊

三?實(shí)驗(yàn)原理與參考電路1.RC文氏電橋振蕩器RC文氏電橋正弦波振蕩器電路如圖1所示。圖中R、C為串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)，接于運(yùn)算放大器的輸出與同相輸入端之間，構(gòu)成正反饋，以產(chǎn)生正弦自激振蕩。其余部分是帶有負(fù)反饋的同相放大電路，R1、R2、R構(gòu)成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)R可改變負(fù)反饋的反饋系數(shù)，從而調(diào)節(jié)放大圖1RC圖1RC文氏電橋振蕩器件。圖中二極管D1、D2的作用是有利于正弦波的起振和穩(wěn)定輸出幅度，改善輸出波形個(gè)。當(dāng)輸出電壓u的幅值很小時(shí)，D、D開路，等效電阻R較大，A=V/V=（R+R）/R較大，有利于12/vf0p1/1起振；而當(dāng)輸出電壓V的幅值較大時(shí)，二極管D1、D2導(dǎo)通，R減小，A^隨之下降，V幅值趨于穩(wěn)定。(D1、D為2AP7，C=0.033uf，R2=10KQ，R=100KQ，R1=18KQ，R=5.1KO)R、C串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)并聯(lián)阻抗為Z1，串聯(lián)阻抗為Z2，振蕩角頻率w=—Z=R+Z=R+-^~2jwC(1.1)正反饋系數(shù)為(1.2)當(dāng)W=W時(shí)，反饋系數(shù)的幅值為最大相角為因此，可畫出串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性和相幅頻特性曲線如圖2所示。由圖1可知，在W=w=-L時(shí)，經(jīng)R、oRCC串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)反饋到運(yùn)算放大器同相輸入端的電壓V與輸出電壓vo同相，滿足自激振蕩的相位條件。如果此時(shí)負(fù)反饋放大電路的增益大于3，則滿足AF>1的起振條件。電路起振后，經(jīng)VfV反饋，輸出電壓幅度越來越大，最后受電圖2R、C串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率特性路中器件的非線性限制，振蕩幅度自動(dòng)穩(wěn)定下來，放大電路的增益由Af>3過渡到Af=3，達(dá)到幅值平衡狀態(tài)。2.電壓比較器同相輸入電壓比較器實(shí)驗(yàn)電路如圖3所示。由圖有(V-V)DV=V-RTRTRi12電路翻轉(zhuǎn)時(shí)，VN=V=0（2.1）即得（2.2）圖3電壓比較器3.方波-三角波發(fā)生器由電壓比較器和積分器構(gòu)成的方波-三角波發(fā)生器實(shí)驗(yàn)電路圖如圖4所示。積分電路的輸出電壓v反饋至電壓比較器的輸o2入端，形成閉環(huán)，使電路產(chǎn)生器圖4方波-三角波發(fā)生器自激振蕩。由于采用了積分電路，使方波-三角波發(fā)生器的性能大為改善，不僅得到的三角波性度比較理想，且振蕩頻率和幅值也便于調(diào)節(jié)。（圖中A、A為12uA741或LM324，D、D為2CW7，R.=10KQ,R=20KQ,R3=3.3KQ,R=5.1KQC=0.047uf)電路中，輸出方波的幅值由穩(wěn)壓二極管決定，被限制在±^之間，三角波的幅值V2―牛」RV22因v2由0上升到V2所需時(shí)間為1/4T，故（3.1）V=RV=1jT/4。=

o2mRzC0R4RC

2如果要維持三角波的幅值不變，則R「R2之比值應(yīng)固定。（3.2）三角波和方波的振蕩頻率相同，其值為f_i_-R-0T4RrC1改變R或C的值，可改變?nèi)遣ǖ念l率。（3.3）四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及數(shù)據(jù)分析RC文氏電橋振蕩器組裝電路按圖1所示電路接線（電源電壓為12V）,檢查無誤后接通電源。觀察輸出波形將示波器接在振蕩電路的輸出端，觀察.的波形。適當(dāng)調(diào)節(jié)電位器Rp，使電路產(chǎn)生振蕩。觀察負(fù)反饋強(qiáng)弱（即Avf大?。敵霾ㄐ?的影響。測輸出電壓峰一峰值和f0在*波形基本不失真時(shí)，分別測出輸出電壓的峰一峰值和振蕩頻率f0。測量開環(huán)幅頻特性和相頻特性所謂開環(huán)，就是將圖1中的正反饋網(wǎng)絡(luò)（例如在a點(diǎn)）斷開，使之成為選頻放大器。（1）幅相特性在圖1中（a點(diǎn)斷開）從1、2兩點(diǎn)間輸入信號V12（為了保持放大器工作狀態(tài)不變，V12的大小應(yīng)保持和步驟3測得的輸出電壓峰一峰值相同）。改變輸入信號V12的頻率（保持V12大小不變），分別測量相應(yīng)的輸出電壓峰一峰值，并記入表2中。（2）相頻特性在圖1中（a點(diǎn)斷開），輸入一信號、2，改變輸入信號、2的頻率，觀測V0與、2的相位差，記入表2中。表2V12p-=20.0V保持不變輸入信號V12的頻率/Hz5070100200700f012005000700010000輸出電壓峰一峰值/V4.085.286.9612.220.020.020.010.88.26.16V0、V12間的相位差/度-28080-28857100-4-57294-72方波和三角波產(chǎn)生電路按圖3組裝電路（電源電壓為12V）,輸入電壓峰一峰值為10V、f=500Hz的正弦波，用雙線示波器觀測*、氣波形，做出匕與氣之間的電壓傳輸特性曲線。按圖4所示電路接線，將示波器的CH1和CH2分別接到實(shí)驗(yàn)電路的輸出端V01和匕2，觀察它們的波形，測量它們的幅值、周期（頻率）以及匕1的上升時(shí)間和下降時(shí)間等參數(shù)。把實(shí)驗(yàn)結(jié)果記入表2中表3幅值/V周期/ms頻率/Hz上升時(shí)間下降時(shí)間匕1141.140877<16ps<16psV026.81.140877五.實(shí)驗(yàn)結(jié)論RC文氏振蕩電路1.輸出波形不失真時(shí)

輸出波形失真時(shí)2.&容易當(dāng)波形基本不失真時(shí)，電壓的峰峰值為20V，其振蕩頻率為900Hz。2.&容易輸入信號的頻率為f0時(shí)，其峰峰值最大，當(dāng)頻率往f0兩側(cè)遞減時(shí)，峰峰值也遞減。方波和三角波產(chǎn)生電路4.V01，V02的波形圖:5.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可畫出：Vi與Vo的電壓傳輸特性曲線，如圖5所示:圖5Vi與Vo的電壓傳輸特性曲線理論上的電壓傳輸特性曲線如圖6.V01為方波，匕2為三角波，前者的幅值為后者的2倍，兩者的周期相同，匕］的上升時(shí)間和下降時(shí)間都很小，六.實(shí)驗(yàn)心得這次實(shí)驗(yàn)與以往的實(shí)驗(yàn)的有所不同，這次實(shí)驗(yàn)的模板由我們自己制作。前期的焊電路板讓我再次體會(huì)到雖元器件少、簡單，但是也必須細(xì)心仔細(xì)，防止出現(xiàn)虛焊。在半天的時(shí)間里我焊完了電路板，在接下來的調(diào)試中，都很順利。故電路板算是一次成功，這讓我很開心。接著是和同組的人測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們分工明確，一人記數(shù)據(jù)及改變信號發(fā)生器的輸入信號，一人負(fù)責(zé)電路板的接線。從中出現(xiàn)的一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)