利用运放产生正弦波电路以及电路参数计算方法

物理与电子工程学院《模拟电路》课程设计题目:用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路专业电子信息工程专业班级14级电信1班学号1430140227学生姓名邓清凤指导教师黄川完成日期：2015 年12 月目录1 设计任务与要求 (3)2 设计方案 (3)3设计原理分析 (5)4实验设备与器件 (8)4.1元器件的引脚及其个数 (8)4.2其它器件与设备 (8)5实验内容 (9)5.1 RC正弦波振荡器 (9)5.2方波发生器 (11)5.3三角波发生器 (13)6 总结思考 (14)7 参考文献 (15)用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路姓名：邓清凤电子信息工程专业[摘要]本设计是用12V直流电源提供一个输入信号，函数信号发生器一般是指自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或仪器。

电路形式可采用由运放及分立元件构成：也可以采用单片机集成函数发生器。

根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本课题采用UA741芯片搭建电路来实现方波、三角波、正弦波的电路。

[关键词]直流稳压电源12V UA741集成芯片波形函数信号发生器1 设计任务与要求（1）并且在proteus中仿真出来在同一个示波器中展示正弦波、方波、三角波。

（2）在面包板上搭建电路，并完成电路的测试。

（3）撰写课程设计报告。

（4）答辩、并提交课程设计报告书2 设计方案方案一：采用UA741芯片用集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路优点：分立元件结构简单，可用常用分立元器件，容易实现，技术成熟，完全能够达到技术参数的要求，造价成本低。

缺点：设计、调试难度太大，周期太长，精确度不是太高。

图1 集成运放组成的正弦波、方波、三角波产生电路方案二：用8038制作的多波形信号发生器优点：具有在发生温度变化时产生低的频率漂移，最大不超过50ppm／℃；具有正弦波、三角波和方波等多种函数信号输出；正弦波输出具有低于1％的失真度；三角波输出具有0．1％高线性度；具有0．001Hz～1MHz的频率输出范围；工作变化周期宽，2％～98％之间任意可调；高的电平输出范围，从TTL电平至28V；易于使用，只需要很少的外部条件缺点：成本较高。

正弦波方波三角波发生电路----9eef9958-7160-11ec-a078-7cb59b590d7d正弦波方波三角波发生电路正弦波&周期；方波&周期；三角波产生电路一、设计目的及要求：1.1. 设计目的：（1）.掌握波形产生电路的设计、组装和调试的方法；（2）. 熟悉集成电路：集成运算放大器LM324，掌握其工作原理。

1.2. 设计要求：（1）设计波形产生电路。

（2）信号频率范围：100hz——1000hz。

（3）信号波形：正弦波。

二、实验方案：为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。

但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。

如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。

反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。

为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。

选频网络由r、c和l、c等电抗性元件组成。

正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。

正弦波发生电路的组成：放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路。

产生正弦波的条件与负反馈放大电路中产生自激的条件非常相似。

然而，在负反馈放大器电路中，信号频率到达通带的两端，导致足够的附加相移，从而使负反馈变为正反馈。

正反馈加到振荡电路中。

振荡建立后，它只是一个频率的信号，没有额外的相移。

(a)负反馈放大电路(b)正反馈振荡电路图1振荡器的方框图比较图1(a)和(b)就可以明显地看出负反馈放大电路和正反馈振荡电路的区别了。

由于=十、。

由于正负号的变化，正反馈的放大系数为： = 0，因此X振荡电路的输入信号xiif.a，式中a是放大电路的放大倍数，f是反馈网络的放大倍数。

..振荡条件：AF 1.幅度平衡条件：af=1相位平衡条件： AF= a+f=±2n振荡器在刚刚起振时，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一些，即要求|af| 1..这被称为起始条件。

运算放大器应用电路的设计与制作运算放大器1.原理运算放大器是目前应用最广泛的一种器件，当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。

在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。

运算放大器一般由4个部分组成，偏置电路，输入级，中间级，输出级。

图1运算放大器的特性曲线图2运算放大器输入输出端图示图1是运算放大器的特性曲线，一般用到的只是曲线中的线性部分。

如图2所示。

U对应的端子为“-”，当输入U单独加于该端子时，输出电压与输入电压U 反相，故称它为反相输入端。

U+对应的端子为“ + ”，当输入U+单独由该端加入时，输出电压与q 同相，故称它为同相输入端。

输出：U0= A(U+-UJ ; A称为运算放大器的开环增益(开环电压放大倍数)。

在实际运用经常将运放理想化，这是由于一般说来，运放的输入电阻很大，开环增益也很大，输出电阻很小，可以将之视为理想化的，这样就能得到：开环电压增益Ad=x ；输入阻抗r i=x ；输出阻抗r o=0；带宽f BW=^；失调与漂移均为零等理想化参数。

理想运放在线性应用时的两个重要特性输出电压U与输入电压之间满足关系式：Ub= Ad (L+- L U),由于A ud=^，而U 为有限值，因此，U— UL^O o即U〜U-,称为“虚短”。

由于r i二X,故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB = 0,称为“虚断”这说明运放对其前级吸取电流极小上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则， 可简化运放电路的计算。

运算放大器的应用(1)比例电路所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路， 比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。

(a) 反向比例电路反向比例电路如图3所示，输入信号加入反相输入端：对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：U 。

訓为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻 R'= R// R F 。

5. 微分运算电路
微分运算电路如图 5 所示，
XFG1
R2 15kΩ
C2
22nF
V3
R1
C1
4
12 V
2
1kΩ
22nF
U1A
1
3
T L082CD
8
V2 12 V
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
图5
电路的输出电压为 uo 为：
uo = −R2C1 dui dt
式中， R2C1 为微分电路的时间常数。若选用集成运放的最大输出电压为UOM ,
式中，Auf = 1+ RF / R1 为同相比例放大电路的电压增益。同样要求 Auf 必须小于 3， 电路才能稳定工作，当 f = fo 时，带通滤波器具有最大电压增益 Auo ，其值为：
Auo = Auf / (3 − Auf )
10. 二阶带阻滤波电路
二阶带阻滤波电路如图 10 所示，
C1
1nF R1
_
图 15 全波整流电路是一种对交流整流的电路，能够把交流转换成单一方向电 流，最少由两个整流器合并而成，一个负责正方向，一个负责负方向，最典 型的全波整流电路是由四个二极管组成的整流桥，一般用于电源的整流。 全波整流输出电压的直流成分（较半波）增大，脉动程度减小，但变压器需 要中心抽头、制造麻烦，整流二极管需承受的反向电压高，故一般适用于要 求输出电压不太高的场合。
R1 10kΩ
4 2
12 V
U1A 1
3
8 TL082CD
R3 9kΩ
V2 12 V
D2 1N4148
XSC1
A +_

运放正弦波发生电路
运放正弦波发生电路是一种使用运放（操作放大器）构建的电路，可以产生稳定的正弦波信号。

以下是一种常见的运放正弦波发生电路，称为综合反馈振荡器（也称为Wien桥振荡器）：
首先，将一个运放作为放大器使用。

将运放的非反相输入端（+）和反相输入端（-）通过两个相等的电阻连接，并与一个电容并联，形成一个反馈网络。

然后，将输出端与反相输入端通过一个电容连接。

接下来，在反馈网络的输出端与非反相输入端之间添加一个可变电阻，用于调节振荡频率。

最后，通过电源为运放提供正负电压供电。

当电路开始工作时，由于反馈网络的存在，运放会放大信号，并将其输出到反馈网络。

通过适当选择电阻和电容的值，可以实现正反馈和负反馈之间的平衡，从而产生稳定的正弦波输出。

需要注意的是，为了使运放正弦波发生电路产生稳定的正弦波输出，需要正确选择电阻、电容和电源电压等参数，并保持适当的反馈网络的连接方式。

此外，一些调整和校准可能需要在实际搭建电路时进行，以确保输出的正弦波信号质量和稳定性。

实验十 集成运放在信号产生电路中的应用——正弦波发生器用集成运算放大器所构成的正弦波振荡电路，有RC 桥式振荡电路、RC 移相振荡电路，正交式正弦波振荡电路和RC 双T 振荡电路等多种形式。

本实验介绍常的用RC 桥式振荡电路的设计方法，并通过实验掌握其调试技能。

[实验目的]1．了解正弦波发生器特性及工作原理。

2．学会用集成运放设计正弦波发生器的方法。

3．学会测量RC 串并联选频网络特性和频率的测试方法。

4．掌握运放在信号发生器中的应用，培养实验者设计、调试、测量和排除故障等能力。

[实验仪器及元器件]THM-2型模拟电路实验箱， DF2173B 交流电压表，500型万用表，DT9208型数字万用表，XJ4318型双踪示波器，集成电路（A μ741、LM324各1只），二极管（IN4148×2只）,电阻（色环电阻）、无极电容若干，各种信号线、导线。

[预习要求]1．复习RC 文氏电桥振荡器工作原理和用示波器测量频率、相位方法。

2．按实验要求，根据实验电路确定振荡电路R 和C 的值。

[实验说明]正弦波发生器是由基本放大器和反馈网络组成的正反馈系统，要保证其维持振荡，必须满足其振幅和相位条件，即：1F A F A V v V V ==⋅••π=ϕ+ϕn 2f a （n=0，1，2，…）图3-21为RC 文氏电桥振荡器，图3-22是实用电路。

其组成包括：基本放大器、正反馈网络、选频网络和稳幅电路。

图中R 、C 组成RC 串并联网络即是选频网络，又是正反馈网络，振荡频率取决于R 、C 的值，即 f 0=1/2πRC 。

稳幅是由反相端引入串联电压负反馈，即可改善电路特性，又起稳幅作用，其中二极管D 是关键元件，利用其非线性特性，随输出电压变化自动调整反馈深度，以便电路起振，而后维持振荡恒定。

为了保证正反馈（相位平衡条件）信号由同相端输入，因选频网络传输系数为1/3，所以A vf 应略大于3，即可满足振幅平衡条件。

一、设计目的及要求：1.1、设计目的：（1）.掌握波形产生电路的设计、组装和调试的方法；（2）.熟悉集成电路：集成运算放大器LM324，并掌握其工作原理。

1.2、设计要求： （1）设计波形产生电路。

（2）信号频率范围：100Hz ——1000Hz 。

（3）信号波形：正弦波。

二、实验方案：方案一：为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。

但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。

如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。

反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。

为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。

选频网络由R 、C 和L 、C 等电抗性元件组成。

正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。

正弦波发生电路的组成：放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路。

产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似。

只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端，产生了足够的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈。

在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信号，无所谓附加相移。

(a)负反馈放大电路 (b)正反馈振荡电路图1 振荡器的方框图比较图1(a) 和 (b)就可以明显地看出负反馈放大电路和正反馈振荡电路的区别了。

由于振荡电路的输入信号i X =0，所以i X =fX 。

由于正、负号的改变，正反馈的放大倍数为：F AA A -=1f，式中A 是放大电路的放大倍数，.F 是反馈网络的放大倍数。

振荡条件：1..=F A幅度平衡条件：|..F A |=1相位平衡条件：ϕAF = ϕA +ϕF = ±2n π振荡器在刚刚起振时，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一些，即要求1|..|>F A 这称为起振条件。

运放正弦波发生电路运放正弦波发生电路是一种常用的电路，在信号处理和波形生成中发挥重要作用。

它可以将输入信号转换为正弦波信号，并经过调节得到所需的频率和幅值。

本文将介绍运放正弦波发生电路的原理、组成部分以及其应用场景等内容。

一、原理介绍运放正弦波发生电路的基本原理是利用运放的放大和反相放大特性，通过反馈将运放设置为振荡状态，从而输出稳定的正弦波信号。

在运放中，输入信号在正相位和负相位之间不断反转，并经过放大后输出。

二、组成部分1. 运放（Operational Amplifier）：运放是正弦波发生电路的核心组成部分，它是一种高增益、差分输入的放大器。

运放具有稳定性好、带宽高等特点，可以实现正弦波的放大和输出。

2. 反馈电路：反馈电路起到稳定振荡和调节输出信号幅值的作用。

常见的反馈电路有正反馈和负反馈，其中负反馈应用更为广泛。

3. RC网络：RC网络是运放正弦波发生电路中的一个重要组成部分，它通过调节RC元件的参数（如电容和电阻）来控制输出信号的频率和幅值。

三、工作原理运放正弦波发生电路的工作原理是通过输入信号与反馈信号之间的级联作用，使运放处于振荡状态。

具体工作步骤如下：1. 初始化：根据设计要求，选择合适的电容和电阻值，并将它们连接到适当的端口。

2. 反馈设置：将输出信号经过适当的衰减和相位移后引入到运放的反相输入端，实现负反馈。

3. 工作开始：给运放的非反相输入端提供初值，同时启动运放的工作。

4. 振荡产生：由于反馈的作用，运放开始放大并输出信号。

该信号经过反相作用后再返回到输入端，进一步调节运放的工作状态，使其继续产生振荡。

5. 输出调节：通过调节RC网络中的电容和电阻值，可以控制输出信号的频率和幅值。

改变电容或电阻的值可以改变振荡的频率，而改变电容/电阻比例可以改变输出信号的幅值。

四、应用场景运放正弦波发生电路在实际应用中有广泛的用途。

以下是一些常见的应用场景：1. 信号发生器：运放正弦波发生电路可以作为信号发生器，用于产生可调节频率和幅值的正弦波信号，广泛应用于科研实验、仪器仪表校准等领域。

2005-6-20
3
一、正弦波产生电路
1、按右图组装电路，调整Rp， R D1
使输出波形最大不失真。
5.1k
C
测量Vopp、fo。 画出输出波形，标明周
0.033u
P
期和幅值。
R
C
5.1k
测量VN、 VP ，计算正、 负反馈系数F+、F-。
0.033u
注意：由于运放输入阻抗很高，测量 VN、 VP 时，须使用高阻探头，高阻 探头用运放自制，原理图如右：
输入
2005-6-20
1
R2 10k D2
RP 100k
Rf
+12V
N –
O
A
+
R1 16 k -12V
输出
– A
+
一、正弦波产生电路
2、对以上测量数据进行处理，完成下面的表格。
fO VN /HZ
VP
VO
F
VN VO
F
VP VO
AVf
VO VP
对fO进行误差分析。
2005-6-20
2
一、正弦波产生电路
3、观察负反馈强弱对输
R2
出波形的影响。R来自D15.1k10k D2 Rf RP
调节RP，使RP 最大和
C
最小，分别画出两种情 0.033u
100k
N –
O
况下，vO的波形。
P
A +
4、说明电路中正、负反
R 5.1k
C
0.033u
馈网络分别由哪些元件
R1 16 k
组成。
5、RP不同时，产生的vO波形不同，为什么？

运算放大器单电源供电电路
1
Rf2
VCC_CIRCLE Vcc
1
R
Vi
2
+2
1
2
CLE + C1
R1
3
1
+ R
C2
7V0
C3
VCC_CIRCLE
+ + -
Rf
1
2
Vcc
1
C1 +1 R1 2
VCC_CIRCLE Vi
2
R VCC_CIRCLE
4
A
2
V0
6
3
2
R2 1M
7
VCC_CIRCLE
1
1
R+ C2
2
2
(a)
(b)
如何选用反相和同相放大器
• 反相放大器的优点是：运放不管有无输入信号， 其两输入端电位始终近似为零，两输入端之间 仅有低于微伏级的差动信号（或亦称差模信 号）。而同相输入放大器的两个输入端之间除 有极小的差模信号外，同时还存在较大的共模 电压。虽然运放有较大的共模抑制比，但多少 也会因共模电压带来一些误差。如果要求输出 信号与输入信号反相，则采用反相放大器。
特性(Features):
• 内部频率补偿 • · 直流电压增益高(约100dB) • · 单位增益频带宽(约1MHz) • · 电源电压范围宽：单电源(3—30V)；双电源
(±1.5 一±15V) • · 低功耗电流，适合于电池供电 • · 低输入偏流 • · 低输入失调电压和失调电流 • · 共模输入电压范围宽，包括接地 • · 差模输入电压范围宽，等于电源电压范围 • · 输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V)

运放积分电路与积分时间常数运放积分电路是一种基于运算放大器的电路，用于对输入信号进行积分运算。

积分时间常数是指运放积分电路的输出响应达到输入变化的63.2%所需的时间。

本文将介绍运放积分电路的原理、特点以及积分时间常数的计算方法。

一、运放积分电路的原理和特点运放积分电路是由运算放大器、电容和电阻组成的电路。

其中，运算放大器是一种具有高增益和高输入阻抗的电子元件，可用于放大微弱的电压信号。

电容和电阻则用于实现积分功能。

运放积分电路的原理是基于电容的充放电过程。

当输入信号为正弦波或方波时，电容会根据输入信号的变化情况进行充放电，从而实现对输入信号的积分运算。

当输入信号为正弦波时，输出信号为余弦波；当输入信号为方波时，输出信号为三角波。

运放积分电路具有以下特点：1. 高积分增益：由于运放具有高增益特性，运放积分电路可以实现高积分增益，从而对输入信号进行有效的积分运算。

2. 低截止频率：由于电容的存在，运放积分电路对低频信号具有较高的增益，可以实现低频积分运算。

3. 高输入阻抗：运放具有高输入阻抗，可以提高电路对输入信号的灵敏度，减小对输入信号的干扰。

二、积分时间常数的计算方法积分时间常数是衡量运放积分电路响应速度的重要参数，表示电路的输出响应达到输入变化的63.2%所需的时间。

计算积分时间常数的方法如下：1. 计算电路的等效电容：将电路中的所有电容进行等效，得到一个总的等效电容。

等效电容的计算方法根据具体的电路结构而定。

2. 计算电路的等效电阻：将电路中的所有电阻进行等效，得到一个总的等效电阻。

等效电阻的计算方法也根据具体的电路结构而定。

3. 计算积分时间常数：积分时间常数τ等于等效电容C与等效电阻R的乘积，即τ = R * C。

通过计算积分时间常数，可以了解运放积分电路的输出响应速度。

较小的积分时间常数表示电路的响应速度较快，适用于对输入信号变化较快的应用场景；较大的积分时间常数表示电路的响应速度较慢，适用于对输入信号变化较慢的应用场景。

113实验3.8 集成运算放大器基本运算电路一、实验目的（1）掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等模拟运算电路功能。

（2）熟悉运算放大器在模拟运算中的应用。

二、实验设备及材料函数信号发生器、双踪示波器、交流毫伏表、数字万用表、直流稳压电源、实验电路板。

三、实验原理集成运算放大器在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数、指数等模拟运算电路。

1、反相比例运算电路反相比例运算电路如图3.8.1所示。

对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：i 1f o U R RU -= （3-8-1）为减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R ´=R 1||R f 。

实验中采用10 k Ω和100 k Ω两个电阻并联。

2、同相比例运算电路图3.8.2是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为i 1f o )1(U R RU += （3-8-2）当R 1→∞时，U o =U i ，即为电压跟随器。

3、反相加法电路反相加法电路电路如图3.8.3所示，输出电压与输入电压之间的关系为)+(=B 2f A 1f o U R RU R R U - （3-8-3）R ´ = R 1 || R 2 || R f4、同相加法电路同相加法电路电路如图3.8.4所示，输出电压与输入电压之间的关系为：)+++(+=B211A 2123f 3o U R R R U R R R R R R U（3-8-4）图3.8.3 反相加法运算电路图3.8.2 同相比例运算电路图3.8.1 反相比例运算电路1145、减法运算电路（差动放大器）减法运算电路如图3.8.5所示，输出电压与输入电压之间的关系为：f f o A B 1121 ()()R R R U U U R R R R '=+'+-+当R 1 = R 2，R ´ = R f 时，图3.8.5电路为差动放大器，输出电压为：)(=A B 1f o U U R RU - （3-8-5）6、积分运算电路反相积分电路如图3.8.6所示，其中R f是为限制低频增益、减小失调电压的影响而增加的。

运放积分电路计算1.什么是积分电路？积分电路是一种特殊的电路，它可以将输入信号进行积分运算，即将输入信号的时间积分得到输出信号。

积分电路广泛应用于传感器信号的处理、滤波器的设计等领域。

2.积分电路的基本原理积分电路的基本原理是根据电容器的电压与电荷之间的关系，将输入信号进行积分运算。

当输入信号为正弦波时，积分电路的输出信号是一个带有相位滞后的余弦波。

3.积分电路的构成和工作原理积分电路由一个运放、一个电容器和一个反馈电阻组成。

输入信号通过电阻进入运放的非反相输入端，同时电容器也与非反相输入端相连。

运放的反相输入端通过反馈电阻与输出端相连。

当输入信号为正弦波时，电容器会逐渐充电并在一定时间内达到平衡状态。

因此，电阻的电压也会逐渐变化，产生一个输出信号。

4.计算积分电路的积分时间常数积分电路的积分时间常数是电容器电压上升至输入信号电压的63.2%所需的时间。

积分时间常数的计算公式为：τ=RC，其中R是反馈电阻，C是电容器的电容值。

5.示波器的使用和积分电路输出波形的观察为了观察积分电路的输出波形，我们需要使用示波器。

将示波器探头分别连接积分电路的输入端和输出端，调整示波器的扫描频率，可以看到积分电路输出波形的形状和相位。

根据输出波形的形状和相位，可以判断积分电路的参数是否合适。

6.积分电路的应用领域积分电路广泛应用于传感器信号的处理、滤波器的设计等领域。

例如，在工业自动化领域，传感器对生产线上的各种参数进行测量，而积分电路可以将这些信号处理成数字信号，方便记录和分析。

7.积分电路的应用实例例如，在洗衣机控制电路中，使用一个称为时间延迟积分器的积分电路来检测洗衣机转筒的位置。

这样可以确保洗衣机在正确的时间进行填充、搅拌和排水等步骤，从而使洗衣机能够更加智能地工作。

8.总结积分电路是一种能够将输入信号进行积分运算的电路。

它由运放、电容器和反馈电阻组成。

计算积分时间常数的公式是τ=RC。

积分电路广泛应用于传感器信号的处理、滤波器的设计等领域，并展示了在洗衣机控制电路中的应用实例。

应略大于3，以保证可靠起振。
电路稳幅振荡时，振幅与相位平衡 AF =1。 =1。
正 反 馈 与 选 频 网 络 二极管自动稳幅 负反馈振荡电路
同轴电位器
运放反相加法器实现调直流偏置。 uO3
off 0
t
直流偏置off>0 流偏置off>0
步骤: 步骤:
1.判断运放好坏(参见运放线性应用1) 2. RC串并联网络幅频特性的测量:
3.去除信号发生器，连接二极管自 动稳幅负反馈振荡电路，调节Rf1、Rf2使
4.接入运放反相比例运算电路, 记录当输出幅度在5V～10V之间变化时，
可调电位器的阻值。
5.接入运放反相加法器电路， 记录正弦波的直流偏置在1V～3V之
间变化时，可调电位器的阻值。
五、实验报告要求
1. 设计和说明实验电路和参数，简要写出实验的
步骤。
2. 记录当f0 在100Hz～1KHz变化时，同轴电位器的 ，
阻值和输出u01波形。
3. 记录当输出幅度在5V～10V之间变化时，可调
电位器的阻值和输出u02波形。
4. 记录正弦波的直流偏置在1V～3V之间变化时， 可调电位器的阻值和输出u03和off波形。 5.根据测试数据，得出结论。完成思考题。
六、注意事项
注意±12V电源接入运放4、7脚时不要接反，否则会 烧坏运算放大器。 测量电阻要做到“两断”。 观察uo3和off波形时，一定要把示波器的的耦合方 式置“DC 。 DC”
加入正弦信号，调节 信号发生器的频率，用示波 器监测到uA和uB波形，当他 们达到同相时，即可得到 该RC串并联网络振荡频率 (其满足 其中R1为同 轴电位器)。
uA
uB
+ 其满足起振条件：Af=1+ Rf 1R2Rf 2 略大于3。 用示波器观察运放输出端。记录当f0 在 100Hz～1KHz变化时，同轴电位器的阻值。 ，

四、 实验内容
2) 对图 3.5.4 电路进行修改，使之变成矩形 波和锯齿波振荡电路，即 vO1为矩形波， vO2 为锯齿波。要求锯齿波的逆程（电压 下降段）时间大约是正程（电压上升段） 时间的20％左右。观测vO1、vO2的波形， 记录它们的幅度、周期（频率）等参数。
下次实验内容
题目：晶体管输出特性测试电路：
1)电阻R3= R4=10K，测出下面情况时vo 的波形 电位器RW阻值依次为0 , 10K, 15K, 20K
2) 调整电位器RW使vo 为正弦波（不能失真）且 幅值最大，用示波器测出vo 的频率和峰值。并 测出电位器 RW 的阻值，分析电路的振荡条件。 3)将两个二极管断开，观察输出波形有什么变化。
实验三 波形产生电路
一 、 实验目的
1.
通过实验掌握由运放构成的正弦波振荡 电路的原理与设计方法。 2. 通过实验掌握由运放构成的方波（矩形 波）和三角波（锯齿波）振荡电路的原理 与设计方法。 3*.了解运放摆率对振荡波形跳变沿的影 响。
二、 实验任务
正弦波、三角波及脉冲方波的产生。 实验要求： （1）正弦波振荡电路的内容， 起评分70分 （ 2 ）在（ 1 ）的基础上另作多谐振荡电路的方波 及三角波的产生 起评分85分 （3）在（2）的基础上另作多谐振荡电路的矩形 波及锯齿波的产生 起评分100分
三、实验电路在实验性上的位置
实验用元件为两只A741，已经插在实验向上。
四、 实验内容
1. RC桥氏正弦振荡电路
R2 16k R1 16k C2 0.01F D1 D2
vf
C1 0.01F
＋ A
－
vo
a
R3 10k
RW b 47k
R4 10k

实验7 RC 正弦波振荡电路1 实验目的：1.1 熟悉集成运算放大器构成的正弦波振荡电路的原理与设计方法。

1.2 掌握由运放构成的函数发生器。

2 预习要求：2.1分析图10-1电路工作原理,按照图中的元件参数,计算符合振荡条件的R W 值及振荡频率fo 。

2.2分析图10-4电路的工作原理，画出1o v 、2o v 的波形，推导1o v 、2o v 的波形的周期和幅度的计算公式。

2.3 按图10-4中给出的元件参数计算1o v 、2o v 的波形的周期和幅度,与实验实测值进行比较。

3 实验器材(1) 模拟实验箱 (2) 数字万用表 (3)示波器 (4) 集成运算放大器LM324/A 1片 （5）电子元件若干4 实验电路与原理及实验内容 4.1 RC 桥式正弦振荡电路RC 桥式正弦振荡电路如图10-1所示。

其中R 1、C 1、R 2、C 2是选频网络，接在集成运算放大器的输出与同相输入端之间。

构成正反馈，产生正弦自激振荡。

图中虚线框内的部分是带有负反馈的同相放大电路，其中R 3、R W 及R 4为负反馈网络，调节R W 即可改变负反馈的反馈系数，从而调节放大电路的电压增益，使之满足振荡的幅度条件。

二极管D 1、D 2起限制输出幅度，改善输出波形。

4.1.1 RC 串并联选频网络的选频特性一般取R 1=R 2=R ，C 1=C 2=C ，令R 1、C 1并联的阻抗为Z 1，R 2、C 2串联的阻抗为Z 2及ωo =RC 1,则Z 1=RC j R ω+1，Z 2=R Cj ω1+ 推出正反馈的反馈系数为)//(31211ωωωωo o o f J Z Z Z V V F -+=+==(10-1) 由此可得RC 串并联选频网络的幅频特性与相频特性分别是R 1 16K22)//(31ωωωωO O F -+=（10-2）3)//(ωωωωϕO O F arctg--= （10-3）由（10-2）、（10-3）两式可画出其幅频特性与相频特性的曲线，如图10-3所示由(10-2)、（10-3）两式可知，当ω=ωO =RC 1时，反馈系数的幅值为最大，即F=31，而相频响应的相角φF =0。

图中VT3组成分压式工作点稳定电路，该电路当温度发生变 化时，Ie3基本不变，且
从而阻止了Ic1、Ic2随温度升高而增大，起到抑制零漂的作用。
*3.1.4 差动放大电路的4种接法
1．单端输入、双端输出式 单端输入、双端输出式差动放大电路如图3.3所示。
2．双端输入、单端输出式 双端输入、单端输出式差动放大电路如图3.4所示。
② 中间级。其作用是提供较高的电压放大倍数，一般由共发射 极放大电路组成。
③ 输出级。输出级的作用是提供一定的电压变化，通常采用互 补对称放大电路。
④ 辅助环节。使各级放大电路有稳定的直流偏置。
2．集成运放符号
集成运放是高电压放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直 接耦合放大电路，由于直接耦合放大电路存在零点漂移问题，所 以对零漂影响最大的第一级电路往往采用差动放大器。
（a）新符号
（b）旧符号
图3.9 集成运放的图形符号
3．主要参数 集成运放的性能可以用各种参数来反映，为了合理正确地
选择和使用集成运放，下面介绍集成运放的主要性能指标。 ① 开环电压放大倍数Auo：指无反馈时集成运放的差模电压放大 倍数。 ② 差模输入电阻rid：指差模输入时运放无外加反馈回路时的输 入电阻。
集成电路按电路功能可分为模拟集成电路和数字集成电路， 模拟集成电路主要有集成功率放大器、集成运算放大器、集成 稳压器等。由于集成电路体积小、稳定性好，因而在各种电子 设备及仪器中得到了广泛的应用。
3.2.1 集成电路的特点
与分立元件电路相比，集成电路具有以下突出特点。 1．可靠性高、寿命长 2．体积小、重量轻 3．速度高、功耗低 4．成本低
3．抑制零点漂移的措施 ① 选用稳定性能好的高质量的硅管。
② 采用高稳定度的稳压电源可以抑制电源电压波动引起的零漂。