波形产生和变换电路课件.ppt

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1、一、实验目的二、实验原理三、实验电路和线路板五、预习要求及思考题四、实验内容与要求六、实验报告及思考题波形产生和变换电路一实验目的1．掌握运放在开环、正反馈下的工作特点2．掌握比较器电路的工作原理3．掌握方波、三角波和正弦波发生器的电路构成及其工作原理二实验原理1．函数信号产生方案对于函数信号产生电路，有多种实现方案，如模拟电路实现方案、数字电路实现方案(如DDS方式)、模数结合的实现方案等。本实验的函数信号产生电路采用全模拟电路的实现方案。本实验选用最常用的，线路比较简单的电路加以分析。如采用文氏电桥电路构成正

2、弦波发生器、采用施密特触发器构成多谐振荡产生方波、采用积分电路产生三角波。图1迟滞比较器图3电压传输特性2．滞回比较器（施密特触发器）（1）负向施密特触发器图2波形变换滞回比较器的电路图如图1所示，由于正反馈作用，这种比较器的门限电压是随输出电压VO的变化而变化。正负向触发电平分别为：图4正向迟滞比较器图5电压传输特性（2）正向施密特触发器所以正负向触发电平分别为：因为电路翻转时：V+≈V-=03．方波发生器VC的波形用施密特触发器的构成多谐振荡器产生方波输出方波的周期为4．方波和三角波发生器图6方波和三角波发生

3、器电路RC积分器正向施密特触发器构成：由正向施密特触发器和集成运放组成的积分电路组成方波和三角波发生器的工作原理A1构成正滞回比较器，正负向触发电平分别为：当V+＞0时A1输出为正，即VO1=+Vz；当V+＜0时，A1输出为负即VO1=-VzA2构成反相积分器VO1为正时，VO2负向线性变化，当VO2负向变化略低于滞回比较器再次翻转使VO1变为正，周而复始，产生方波和三角波，滞回比较器翻转，VO1变为负，VO2正向线性线性变化，当VO2正向变化略高于，滞回比较器再次翻转使VO1变为正，周而复始，产生方波VO1和三

4、角波VO2。三角波周期三角波的峰值(1)RC选频振荡器由以下两部分电路组成：RC选频网络由运算放大器构成的同相放大器5．RC桥式正弦振荡电路(2)RC选频网络RC选频网络的转移电压比及其频率特性如下所示：该网络具有带通滤波特性，其中心频率0=1/RC。当=0时

5、H(j0)

6、=1/3,(0)=0。将RC选频网络和同相放大器按照右图连接起来，调节电位器使得放大器的放大倍数等于3时，可以得到一个等幅的正弦振荡。振荡的频率由RC选频网络确定。(3)RC选频振荡器在放大电路的负反馈回路里加入非线性元件D1，D2

7、来自动调整负反馈放大电路的增益，从而维持输出电压幅度的稳定。当输出电压的幅度较小时，电阻R2两端的电压低，二极管D1、D2截止，负反馈系数由R2、RP及R1决定；当输出电压的幅度增加到一定程度时，二极管D1、D2在正负半周轮流工作，其动态电阻与R4并联，使负反馈系数加大，电压增益下降。输出电压的幅度越大，二极管的动态电阻越小，电压增益也越小，输出电压的幅度保持基本稳定。RC桥式正弦振荡电路(4)RC桥式正弦振荡电路实用电路电路的振荡频率：起振的幅值条件：为了维持振荡输出，必须让为了保证电路起振，RC桥式正弦振荡电

8、路调整电阻RP（即改变了反馈Rf），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，应适当加大Rf，如波形失真严重，则应适当减少Rf。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（粗调），而调节R作量程内的频率细调。RC桥式正弦振荡电路三、实验电路和线路板1、线路板2、原理线路图（1）滞回比较器（2）方波发生器（3）方波发生器和三角发生器（4）正弦波发生器四、实验内容与要求1、滞回比较器（1）观察输入、输出波形。输入加正弦信号，频率f=1kHZ，大小vi=2V（有效值），

9、用双踪示波器同时观察vi，vO的波形。（2）观察、测量传输特性曲线。将示波器置于X-Y显示方式，vi、vO分别从X、Y通道输入。观察传输特性曲线，测出传输特性曲线输出电压的上、下限幅值，输入电压的两个门限电压值。注意：数字示波器DS5000X-Y显示方式的使用方法2、方波信号发生器观察vO、vC的波形，分别在R=10K、R=20K的情况下测量vO、vC的峰峰值VOPP、VCPP，振荡周期T，频率f，且和理论值相比较。注意：Rp逆时针旋到底(R=10K),Rp顺时针旋到底(R=20K),3、三角波信号发生器用示波器

10、观察vO1、vO2的波形，测量三角波的峰峰值VO2m，周期T，且和理论值相比较。4．正弦波信号发生器（2）验证幅度平衡条件在输出为稳定的最大不失真正弦波情况下，测量v+（vf）、v-、vO，验证同相比例放大器放大倍数是否等于3（v+、v-、vO均为有效值，用交流毫伏表测量）。（1）适当调节电位器RP，使电路产生振荡，用示波器观察输出波形，应为稳定的最大不失真正弦波，测量输