波形发生电路.pdf

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1、跟随器检查芯片0V115VdcU1A4LM3582-V-1voutOUTvin3+V+VV3VOFF=0VVAMPL=1v8V2FREQ=1k15Vdc0信号发生电路的分析与设计实验目的1、了解用集成运算放大器构成简单的正弦波、方波、三角波发生电路的方法。2、掌握RC桥式正弦波振荡电路的设计、仿真与调试方法。3、掌握滞回比较器加简单RC积分电路构成的方波发生电路的设计、仿真与调试方法。4、掌握用集成运算放大器构成的三角波发生电路的设计、仿真与调试方法。知识背景信号发生电路的特性与指标二、输出特性输

2、出幅度范围：指开路、带载情况下，用电压或分贝表示的输出信号幅度的有效范围。输出电平准确度：一般在±3%~±10%范围内。输出阻抗：低频信号发生电路的输出阻抗有50Ω、600Ω和5kΩ三种，高频信号发生电路一般为50Ω和75Ω两种。三、调制特性调幅（AM调制）：适用于整个射频频段，但主要用于高频频段。调频（FM调制）：主要应用于甚高频或超高频频段。知识背景信号发生电路的特性与指标四、波形指标方波（矩形波）的上升、下降时间：δ三角波的线性度：VomN2V∑ii=2正弦波的谐波失真度：γ=（

3、V为基波有效值，Vi为各次谐波有效值）V11实验原理—正弦波发生电路P.309RC桥式正弦波振荡电路通常由选频、反馈、放大和稳幅四个环节组成。RC串并联选频网络将输出电压v反馈到集成o运放的同相输入端，形成正反馈。根据自激振荡的相位平衡条件，可得电路的振荡频率为：1f=o2πRC电路在起振时须满足：RfR1>2Rf=R2+(R3∥Rd)R为二极管正向导通时的等效电阻。d当电路达到稳定振荡时，其幅值平衡条件为：RR=2f1二极管稳幅方案：由二极管D、D与电阻R并联构成。当振荡幅度较小时，二12

4、3极管D、D接近开路，由D、D和R组成的并联支路的等效电阻近似为R的阻值，121233使Av较大，此时满足Av>3的条件，有利于起振；当电路起振后，随着输出幅值的增大，二极管D或D导通，由D、D和R组成的并联支路的等效电阻减小，放大器的12123增益Av也将随振荡幅度的增大而下降，从而可以达到自动稳定振荡幅度Vo的目的。实验原理—正弦波发生电路的设计示例设计一个振荡频率f=1.54kHz的RC桥式正弦波振荡电路。o设计一个振荡频率f=1.54KHz的RC桥式正弦波振荡电路。o3、确定稳幅二极

5、管与并联电阻R：3从提高振幅的温度稳定性角度看，应选用硅管。为保证上下半波振幅对称，两只二极管的特性必须相同，应配对选用。同时为限制由于二极管的非线性引起的波形失真，R的选取不能过大（对削弱波3形失真不利）或过小（稳幅效果差），应注意两者兼顾，通常取R≈R=10kΩ，R=R–R=21.5kΩ3d2f3≈22kΩ。4、选择集成运放：除了要求输入电阻较高和输出电阻较低外，最主要的是要求运放的增益带宽积应满足下列关系：A·f＞3fBWo实验原理—正弦波发生电路的调试调整反馈电阻R，使电路起振，且波形失真

6、f最小。如不能起振，说明负反馈太强，应适当增大R。如波形失真严重，则应适当减小fR。fR的取值需兼顾稳幅作用和波形失真，可通3过实验来调整。改变选频网络的R或C，即可调节振荡频率。一般采用改变C作频率量程的切换，改变R作频率量程内的细调。若要改变正弦波输出幅度，可将R或R用电12位器替换，调节电位器阻值可改变输出正弦波的幅度，频率保持不变。实验原理—正弦波发生电路的Multisim仿真f=1/649.573μs=1.54kHzo实验原理—正弦波发生电路的实现方案（二）LM3581、振荡频率f=

7、1.462kHz；o2、输出正弦波幅值V=2.80V；om3、谐波失真度γ=2.42%。实验原理—方波发生电路P.314方波发生电路由反相输入的滞回比较器和普通R积分C电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。波形图中的Vth-和Vth+分别为滞回比较器负门限电压和正门限电压。该电路线路简单，但三角波的线性度较差，主要用于产生方波。2RT=2RCln(1+1)R2实验原理—方波发生电路2R1R1T=2RCln(1+)V=±VcmZRR+R212V=±V

8、0mZ实验原理—方波发生电路的设计示例设计一个由滞回比较器和RC电路组成的f=1kHz的方波发生电路。o选择R=2R=15kΩ，C=0.022μF。121根据f=，得R=32.78kΩ。2R2RCln(1+1)R2为了校准频率，通常R采用固定电阻与变阻器串联构成，取电阻器为30kΩ，变阻器为15kΩ，尽量满足R=R//R1f。实验原理—方波发生电路的调试在考虑正反馈支路R和R的取值时，必须注意不能使输出电压v反馈12o到同相端的电压V峰峰值超过运算放大器的共模