实验七—波形产生电路

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1、东南大学电工电子实验中心实验报告学号：姓名：第七次实验名称：波形发生电路提交报告时间：2011年05月14日完成名次：成绩：审批教师：2011年月日一、实验目的1、掌握正弦信号和非正弦信号产生的基本原理和基本分析方法，电路参数的计算方法，各参数对电路性能的影响。2、了解各种波形之间变换方法，重点是正弦波、方波、三角波之间的变换。3、掌握多级电路的安装调试技巧，掌握常用的频率测量方法。二、设计原理三、预习思考1、正弦波发生电路(I)简述正弦波发生电路的振荡条件和主要组成部分并在图8-1的电路上标出主要组成部分名称。答：正弦波发生电路震荡必须要同时满足起振条件

2、,幅度平衡条件和相位平衡条件正弦波发生电路只主要由基本放大电路，选频网络，反馈网络和稳幅环节这几部分组成。(II)电路中的两个二极管是如何起到稳幅作用的，为什么要在二极管两端并联一个电阻。答：利用二极管导通电阻的非线性可控制负反馈的强弱，从而控制放大器的电压放大倍数以达到稳幅的目的。当震荡刚建立时，振幅较小，流过二极管的电流也小，其正向电阻大，负反馈减弱，保证了起振时振幅增大；但当振幅过大时，其正向电阻变小，负反馈加深，保证了振幅的稳定。二极管两端并联一个电阻的目的是适当削弱二极管的非线性影响以改善波形的失真。(III)根据图8-1中各元件的参数，计算输出

3、正弦波的频率。是否R1、R2、C1、C2调到无穷小，输出信号频率就能无穷大，为什么。（提示：从运放的转换速率和增益带宽积来考虑）答：输出正弦波的频率：不会。因受运放的转换速率限制，输出波形会失真，且运放的增益与带宽乘积是一个常数，频率增大则其增益将减小，满足不了电路起振的条件。(IV)如果RW=18k，二极管的正向导通压降为0.6V，试估算输出正弦波的幅度和电路的最大可能输出频率，影响输出信号频率精度的主要因素有哪些。答：已知，Rf=10K,Rw=18K,Vd=0.6V,根据,可得输出正弦波的峰值.该电路的最大输出频率主要受运放转换速率的影响，计算可得影响

4、输出信号频率精度的主要因素有:RC器件本身的精度，运放输入失调电压，失调电流和噪声的影响。(I)如果图8-1中RW调到最小值时输出波形是什么，如果调到最大值时输出波形又是什么（定性说明即可）。答：RW调到最小值时，由于<2,放大器的增益小于3，不满足起振条件，因此电路停振，输出为0V的一条直线，调到最大值时放大器的增益过大，使二极管无法实现稳幅的作用，使放大电路进入非线性工作区，输出波形为近似方波的失真波形。(II)简单总结一下在设计该振荡器时必须要考虑运算放大器的哪些参数。答：在设计振荡器时必须要考虑运算放大器的转换速率和增益带宽积,电路的频率是由RC决

5、定的，元件R的阻值与运放的输入，输出电阻应满足Ri≫R≫Ro.为减小运放输入偏置电流的影响，应尽量满足R=RF//RF2、方波和矩形波发生电路(I)简述矩形波发生电路的主要组成部分，并在图8-4中标出主要部分名称。答：矩形波发生电路是在迟滞比较器构成方波震荡电路的基础上增加一条由RC充放电电路组成的负反馈支路，通过电位器Rw来调节波形的占空比，输出幅度由双向稳压管来限幅。其主要部分如下图所示(I)图8-2中RW调到最小值时输出信号频率是多少，调到最大值时输出信号频率又是多少。答：已知R1=10K,R2=10K,C=0.1Uf,Rw为100K的电位器根据公式

6、：当Rw调到最小值时，RF=10K,输出信号频率最大，即当RW调到最大值时，RF=110K,输出信号频率最小，即(II)稳压管为6V，要求输出方波的前后沿的上升、下降时间不大于半个周期的10％，试估算图8-2电路的最大输出频率。答：根据题意可知：,要求上升时间由上升时间的定义可得：由运放转换速率的定义可得：所以电路的最大输出频率(III)如果两个稳压管中间有一个开路，定量画出输出波形图，如果两个稳压管中间有一个短路呢？答：如果两个稳压管中间有一个开路，则稳压电路全部不起作用，输出信号受运放最大输出摆幅限制，如下图所示：如果两个稳压管中间有一个短路，等效于只

7、有一个稳压管，当稳压管反相截止的时候，输出为稳压管的稳压值，正向导通时，输出为稳压管的正向导通压降，输出波形如下图所示：(I)简单总结一下，在设计该振荡器时必须要考虑运算放大器的哪些参数。答：在设计该震荡器时，频率选取范围必须要考虑运算放大器的转换速率，偏置电流和噪声。由于运放的共模输入电压范围的限制，在确定正反馈支路R1,R2取值时，应保证。运放的输出端要接保护稳压管的限流电阻R0.2、三角波发生电路(I)根据图8-5中的电路参数，计算该电路最大可能输出频率是多少，最大可能输出幅度为多少？答：根据参数，由公式知该电路的最小可能输出频率为三角波的最大可能输

8、出峰值为四、实验内容1、正弦信号发生器（1）计算VomMAX、、,