模拟电子技术实验指导书 实验九集成运算放大器应用(IV) 波形发生电路 、实验目的 1学习由运放组成的RC正弦波发生器和方波发生器工作原理及参数计算 2学习用示波器观测波形 、原理说明 1RC正弦波发生器 RC正弦波发生器(也称文氏电桥振荡器),这个电路由两部分组成,即放大电路A 和选频网络F。正弦波振荡应满足两个条件(振幅平衡及相位平衡)。 图1-9-1电路,RC选频网络形成正反馈系统,可以满足相位平衡条件。调节R使得 满足振幅平衡条件A=3(AF=1)。当A的值远大于3时,则因振幅的增长,致使放大器工 作在非线性区,波形将产生严重的失真(接近于方波 正弦波振荡频率为′1/(2πRC RP 100kQ 0.1pF 图1-9-1RC正弦波发生器 图1-9-1中的二极管为自动稳幅元件,当放大器输出u幅值很小时,二极管接近于 开路,二极管与R组成的并联支路的等效电阻近似为R,放大倍数A增加,A>3,有利 于起振;反之,u幅值很大时,二极管导通,二极管与R组成的并联支路的等效电阻减 小,放大倍数A下降,u幅值趋于稳定 2方波发生器 电路图1-9-2是一种常见的方波发生器,它是在迟滞比较器的基础上,增加了由RC 组成的积分电路,当运放反相端的电压与运放同相端的电压进行比较时,使运放输出端 在正负饱和值间突变。由于电容器上的电压不能突变,只能由输出电压u通过电位器Rp 按指数规律向电容C充放电来建立。电容C两端的电压uc接在运放反相端上,运放同相端 输出端的电阻R3和稳压管组成了双向限幅稳压电路,使输出电压限幅在±8V。输出 方波的周期=2RμCln(1+2RR2)。占空比q为波形高电平的持续时间与振荡周期之比。 实验内容 1RC正弦波发生器
模拟电子技术实验指导书 实验九 集成运算放大器应用（IV） ――波形发生电路 一、实验目的 1.学习由运放组成的RC正弦波发生器和方波发生器工作原理及参数计算。 2.学习用示波器观测波形。 二、原理说明 1.RC正弦波发生器 RC正弦波发生器(也称文氏电桥振荡器)，这个电路由两部分组成，即放大电路A 和选频网络F。正弦波振荡应满足两个条件(振幅平衡及相位平衡)。 图1-9-1电路，RC选频网络形成正反馈系统，可以满足相位平衡条件。调节RP使得 满足振幅平衡条件A=3(AF=1)。当A的值远大于3时，则因振幅的增长，致使放大器工 作在非线性区，波形将产生严重的失真(接近于方波)。 正弦波振荡频率为f=1/(2πRC)。 图1-9-1 RC正弦波发生器 图1-9-1中的二极管为自动稳幅元件，当放大器输出uo幅值很小时，二极管接近于 开路，二极管与RF组成的并联支路的等效电阻近似为RF，放大倍数A增加，A>3，有利 于起振；反之，uo幅值很大时，二极管导通，二极管与RF组成的并联支路的等效电阻减 小，放大倍数A下降， uo幅值趋于稳定。 2.方波发生器 电路图1-9-2是一种常见的方波发生器，它是在迟滞比较器的基础上，增加了由RC 组成的积分电路，当运放反相端的电压与运放同相端的电压进行比较时，使运放输出端 在正负饱和值间突变。由于电容器上的电压不能突变，只能由输出电压uo通过电位器RP 按指数规律向电容C充放电来建立。电容C两端的电压uC接在运放反相端上，运放同相端 V+=±Rl/(Rl+R2)VDZ。 输出端的电阻R3和稳压管组成了双向限幅稳压电路，使输出电压限幅在±8V。输出 方波的周期T=2RPCln(1+2Rl/R2)。占空比q为波形高电平的持续时间与振荡周期之比。 三、实验内容 1.RC正弦波发生器
实验九集成运算放大器应用(ⅣV)一一波形发生电略 图1-9-2矩形波发生器 (1)按实验电路图1-9-1接线,用示波器观察输出波形u;调节电位器Rp,使输出电 压u为正弦波形,且幅值最大。 (2)用示波器测量输出电压u的幅值和周期,并将波形画在坐标图1-9-3上 (3)分别将电位器R滑动端左右调整,用示波器观察u的波形变化,将输出波形的 变化填入表1-9-1中,并分析原因 图1-9-3画RC正弦波发生器输出波形 操作输出山波形的变化 Rp滑动端N左移 Rp滑动端N右移 2方波发生器 (1)方波发生器实验电路图如图1-9-2所示。 2)按图接线,调节电位器Rp,用示波器观察输出电压u和uc的波形(u幅值、占空 比、周期是否变化,是增加还是减小),将输出波形的变化填入表1-9-2中。 (3)当Rp=10kΩ时,将u和uc的波形对应画在坐标图1-9-4中
实验九 集成运算放大器应用（IV）――波形发生电路 图1-9-2 矩形波发生器 (1)按实验电路图1-9-1接线，用示波器观察输出波形uo；调节电位器RP，使输出电 压uo为正弦波形，且幅值最大。 (2)用示波器测量输出电压uo的幅值和周期，并将波形画在坐标图1-9-3上。 (3)分别将电位器RP滑动端左右调整，用示波器观察uo的波形变化，将输出波形的 变化填入表1-9-1中，并分析原因。 图1-9-3 画RC正弦波发生器输出波形 表 1-9-1 操作 输出uo波形的变化 RP滑动端N左移 RP滑动端N右移 2.方波发生器 (1)方波发生器实验电路图如图1-9-2所示。 (2)按图接线，调节电位器RP，用示波器观察输出电压uo和uC的波形(uo幅值、占空 比、周期是否变化，是增加还是减小)，将输出波形的变化填入表1-9-2中。 (3)当RP=10kΩ时，将uo和uC的波形对应画在坐标图1-9-4中
模拟电子技术实验指导书 表1-9-2 操作 俞出u波形的变化 幅值周期占空比 RP调大 RP调小 (v) w(V) 图1-9-4绘制方波发生器输出波形 四、预习要求 (1)阅读本课实验内容及与本实验有关的教材内容。 (2)计算RC正弦波发生器(见图1-9-1)的输出振荡频率 (3)计算方波发生器(见图1-9-2)在Rp=10k9时,输出方波的周期7= 4)预习用示波器测量波形幅值和周期的方法 五、实验总结报告分析提示 (1)通过实验整理实验数据及绘制波形图并与理论值比较。 (2)总结各种波形发生电路的主要特点及集成运算放大器在这些波形发生电路中的 工作状态。 六、思考题 (1)矩形波发生器图1-9-2,当R3的电阻增大时,会对输出u产生什么影响? (2)矩形波发生器图1-9-2,uc波形中充、放电的幅值由什么决定?充、放电的时间 由什么决定? (3)RC正弦波发生器图1-9-1中,电位器R的作用是调节正弦波的频率吗?它的作 用是什么?
模拟电子技术实验指导书 表 1-9-2 输出uo波形的变化 操作 幅值 周期 占空比 RP调大 RP调小 图1-9-4 绘制方波发生器输出波形 四、预习要求 (1)阅读本课实验内容及与本实验有关的教材内容。 (2)计算RC正弦波发生器(见图1-9-1)的输出振荡频率fo= 。 (3)计算方波发生器(见图1-9-2)在RP=1OkΩ时，输出方波的周期T= 。 (4)预习用示波器测量波形幅值和周期的方法。 五、实验总结报告分析提示 (1)通过实验整理实验数据及绘制波形图并与理论值比较。 (2)总结各种波形发生电路的主要特点及集成运算放大器在这些波形发生电路中的 工作状态。 六、思考题 (1)矩形波发生器图1-9-2，当R3的电阻增大时，会对输出uo产生什么影响? (2)矩形波发生器图1-9-2，uC波形中充、放电的幅值由什么决定? 充、放电的时间 由什么决定? (3)RC正弦波发生器图1-9-1中，电位器RP的作用是调节正弦波的频率吗? 它的作 用是什么?