文档介绍：1/15
模拟电子技术实验
第十一次实验
波形发生电路
实验报告
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一、实验目的
1、学****用集成运放构成正弦波、方波和三角波。
2、学会波形发生电路的调整和主要性能指标的测试方法。
二、实验原理
由集成运放构成的正弦波、方波和三角波发生电路有多种形式，本实验采用
最常用且比较简单的几种电路来做分析。
1、RC桥式正弦波振荡电路
下图所示为RC桥式正弦波振荡电路。其中RC串并联电路构成正反馈支路，同时起到选频网络的作用。RI、R2、Rw及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器Rw,可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管DI、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。DI、D2采用硅管（温度稳定性好），且要求特性匹配，才能保持输出波形正、负半周对称。 R3的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。
电路的振荡频率：『壶
起振的幅值条件：^->2 （具体推导见书第406页）
其中号=&+&+（&//2），小是二极管正向导通电阻
调整反馈电阻Rf （调Rw）,使电路起振，且波形失真最小。如不能起振，则说明负反馈太强，应当适当加大Rw；如波形失真严重，则应当适当减小Rw。
改变选频网络的参数C或R,即可调节振荡频率。一般采用改变电容C作频率量程切换，而调节R作量程内的频率细调。
2、方波发生电路
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由集成运放构成的方波发生电路和三角波发生电路，一般均包括比较电路和 RC积分电路两大部分。下图所示为由迟滞比较器及简单RC积分电路组成的方波 -三角波发生电路。它的特点是线路简单，但三角波的线性度较差。主要用于产生方波，或对三角波要求不高的场合。
电路振荡频率：fo = ! yj—
2好皿1 +胃）
式中 R1=R7+R；, R、=R」+R、J
方波输出幅值：匕m=±%
三角波输出幅值：匕
为+ &
调节电位器Rw （即改变R〃R1,）,可以改变振荡频率，但三角波的幅值也随之变化。如要互不影响，则可以通过改变Rf或Cf来实现振荡频率的调节。
3、三角波和方波发生电路
如把迟滞比较电路和积分电路首尾相接形成正反馈闭环系统，如下图所示，则比较电路A1输出的方波经积分电路A2积分可以得到三角波，三角波乂触发比较器自动翻转形成方波，这样既可构成三角波、方波发生电路。
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方波幅值：匕加'=±彩
三角波幅值：匕w=，吟
调节Rw可以改变振荡频率，改变比值RVR2可以调节三角波的幅值。
三、实验设备与器件
1、±12V直流电源
2、交流亳伏表
3、双踪示波器
4、运算放大器UA741X2
5、稳压管 2CW231X1
6、二极管 IN4148X2
7、电阻器等
8、频率计
四、实验内容
1、RC桥式正弦波振荡电路
按图连接实验电路
（1）接通±12V电源，调节电位器Rw,使输出波形从无到有，从正弦波到出现失真。描绘V。的波形，记下临界起振、正弦波输出及失真情况下的Rw值，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。
（2）调节电位器Rw,使输出电压V。幅值最大且不失真，用交流亳伏表分别测量输出电压Vo、反馈电压V+和V-,分析研究振荡的幅值条件。
（3）用示波器或频率计测量振荡频率f。，然后在选频网络的两个电阻上并联同一阻值电阻，观察记录振荡频率的变化情况，并与理论值进行比较。
（4）断开二极管D2、D2,重复（2）的内容，将测试结果与（2）进行比较，分析DI、D2
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的稳幅作用。
（5） RC串并联网络幅频特性观察：
将RC串并联网络与运放断开，由函数信号发生器输入3V左右的正弦信号, 并用双踪示波器同时观察RC串并联网络输入、输出波形。保持输入幅值不变，从低到高改变频率，当信号源达到某一频率时，RC串并联网络输出将达到最大值（约IV）,且输入输出同相位。此时的信号源频率：
1
2冗RC
2、方波发生电路
按图连接实验电路。
（1）将电位器Rw调至中心位置，用双踪示波器观察并描绘方波V。及三角波 Vc的波形（注意对应关系），测量其幅值及频率，记录之。
（2）改变Rw滑动点的位置，观察Vo、Vc幅值及频率变化情况。把滑动点调至最上端和最下端，测出频率X围，记录之。
（3）将Rw恢复至中心位置，将一只稳压管短接，观察V。波形，分析Dz的限幅作用。
3、三角波和方波发生电路
按图连接实验电路。
（1）将电位器Rw调至合适位置，用双踪示波器观察并描绘三角波输出Vo及方波输出Vo"测其幅值、频率及Rw值，记录之。
（2）改变Rw的位置，观察对V