波形产生电路实验报告XX
- 格式:pdf
- 大小:1.43 MB
- 文档页数:19
专业:实验报告姓名:学号:日期:课程名称:电路与模拟电子技术实验指导老师:张冶沁成绩:实验名称:波形发生器电路分析与设计实验类型:电路实验同组学生姓名:一、实验目的和要求:桥式正弦振荡电路设计1.正弦波振荡电路的起振条件。
2.正弦波振荡电路稳幅环节的作用以及稳幅环节参数变化对输出波形的影响。
3.选频电路参数变化对输出波形频率的影响。
4.学习正弦振荡电路的仿真分析与调试方法。
B.用集成运放构成的方波、三角波发生电路设计1.掌握方波和三角波发生电路的设计方法。
2.主要性能指标的测试。
3.学习方波和三角波的仿真与调试方法。
二、实验设备:示波器、万用表模电实验箱三、实验须知:1. RC桥式正弦波振荡电路,起振时应满足的条件是:闭环放大倍数大于3,即 R f >2R1,引入正反馈3. RC桥式正弦波振荡电路的振荡频率:RC桥式正弦波振荡电路,稳定振荡时应满足的条件是:电路中有非线性元件起自动稳幅的作用4. RC桥式正弦波振荡电路里C的大小:f01/(2π RC)C5. RC桥式正弦波振荡电路R1 的大小:6. RC桥式正弦波振荡电路 R2 的大小:R1=15kΩR2=Ω7.RC桥式正弦波振荡电路是通过哪几个8.波形发生器电路里 A1的输出会不会元器件来实现稳幅作用的随电源电压的变化而变化答:配对选用硅二极管,使两只二极答:A1输出不会改变,电源电压的变管的特性相同,上下对称,根据振荡化通过选频网络调节,不影响放大和幅度的变化,采用非线性元件来自动稳幅环节改变放大电路中负反馈的强弱,以实现稳幅目的8.波形发生器电路里v01的输出主要由谁9.波形发生器电路里, R 和 C的参数大决定,当电源电压发生变化时,它会小会不会影响 v0的输出波形答:发生变化吗会影响,而且 v o的频率和幅值都由答:由两只二极管决定,电源电压变RC决定,因为 R和 C的回路构成选频化时, V 不会变化网络o1四、实验步骤:A. RC桥式正弦波振荡电路:原理图:1.PSpice 仿真波形:示波器测量的波形:T=616us,v pp,v RMS667mV根据实际波形,比较实际数据和理论数据之间的差异:理论周期为650us,略大于试验数据,但非常接近,由于实际电阻和二极管的线性或非线性特性与理想状态有所不同,在误差允许范围内认为符合要求2.改变R2的参数(减小或增大R2),使输出v0从无到有,从正弦波直至削顶,分析出现这三种情况的原因和条件。
波形产生电路实验报告一、实验目的1. 通过实验掌握由集成运放构成的正弦波振荡电路的原理与设计方法;2. 通过实验掌握由集成运放构成的方波(矩形波)和三角波(锯齿波)振荡电路的原理与设计方法。
二、实验内容 1. 正弦振荡电路 实验电路图如下图所示,电源电压为。
U1ALF347N321141R116kΩR216kΩR310kΩR410kΩC10.01µF C20.01µF R847kΩKey=A 37.9 %D2D1212VVDD -12VVCCVDD5341(1)缓慢调节电位器,观察电路输出波形的变化,解释所观察到的现象。
(2)仔细调节电位器,使电路输出较好的正弦波形,测出振荡频率和幅度以及相 对应的之值,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。
2. 多谐振荡电路(1)按图 2 安装实验电路(电源电压为±12V )。
观测、波形的幅度、周期(频率)以及的上升时间和下降时间等参数。
(2)对电路略加修改,使之变成矩形波和锯齿波振荡电路,即为矩形波,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、的波形,记录它们的幅度、周期(频率)等参数。
3. 设计电路测量滞回比较器的电压传输特性。
三、预习计算与仿真 1. 预习计算 (1)正弦振荡电路 由正反馈的反馈系数为:f 1120o013V Z F Z Z V j ωωωω•••===+⎛⎫+- ⎪⎝⎭由此可得RC 串并联选频网络的幅频特性与相频特性分别为200231⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=ωωωωF0F arctan3ωωωωφ-=-易知当RC10==ωω时,•f V 和•o V 同相,满足自激振荡的相位条件。
若此时f 3v A >,则可以满足f 1v A F >,电路起振,振荡频率为000111994.7Hz 1.005ms 2216k 10nF f T RC f ππ=====⨯Ω⨯,。
波形产生电路实验报告一、实验目的本实验旨在探究波形产生电路的基本原理和实现方法,并通过实验操作,了解不同电路参数对波形产生的影响。
二、实验器材1.示波器2.函数信号发生器3.电阻、电容等元器件4.万用表三、实验原理1.基本原理:波形产生电路是指能够产生各种规定形状的周期性信号的电路。
其中,常见的信号有正弦波、方波、三角波等。
2.具体实现:通过改变元器件参数或改变连接方式,可以得到不同形状和频率的周期性信号。
例如,正弦波可以通过RC滤波电路产生;方波可以通过比较器电路和反相放大器电路产生;三角波可以通过积分放大器电路和反相放大器电路产生。
四、实验步骤及结果分析1.正弦波产生电路:(1)将函数信号发生器输出连接至RC滤波电路输入端;(2)调节函数信号发生器输出频率为1000Hz;(3)调节RC滤波电路中的R值和C值,观察示波器上输出的正弦波形状,并记录下所使用的元器件参数;(4)重复以上步骤,改变RC电路中的R和C值,观察输出波形的变化情况。
实验结果:通过调节RC电路中的R和C值,可以得到不同频率和振幅的正弦波。
2.方波产生电路:(1)将函数信号发生器输出连接至比较器电路输入端;(2)设置比较器电路阈值电压为0V;(3)调节函数信号发生器输出频率为1000Hz;(4)观察示波器上输出的方波形状,并记录下所使用的元器件参数;(5)重复以上步骤,改变比较器电路阈值电压和函数信号发生器输出频率,观察输出波形的变化情况。
实验结果:通过调节比较器电路阈值电压和函数信号发生器输出频率,可以得到不同占空比和频率的方波。
3.三角波产生电路:(1)将函数信号发生器输出连接至积分放大器电路输入端;(2)将积分放大器电路输出连接至反相放大器输入端;(3)调节函数信号发生器输出频率为1000Hz;(4)观察示波器上输出的三角波形状,并记录下所使用的元器件参数;(5)重复以上步骤,改变积分放大器电路中的R和C值,观察输出波形的变化情况。
波形发生电路实验报告总结[object Object]本次实验主要目的是研究和掌握波形发生电路的基本原理和调节方法。
通过实验,我对波形发生电路的工作原理和参数调节有了更深入的了解。
在实验中,我们使用了两种常见的波形发生电路:多谐振荡电路和综合波形电路。
通过对多谐振荡电路的实验,我了解到多谐振荡电路是通过反馈网络产生多个频率的正弦波信号。
我们使用了电容、电感和电阻来构建反馈网络,并通过调节这些元件的数值来控制输出信号的频率和幅值。
实验中,我观察到当调节电容和电感的数值时,输出信号的频率和幅值会产生相应的变化。
这说明了通过调节反馈网络的元件数值可以实现对波形发生电路输出信号的调节。
在综合波形电路的实验中,我了解到综合波形电路可以通过适当的组合和调节,产生各种复杂的波形信号,如方波、三角波和锯齿波等。
我们通过将多个正弦波信号相加,并调节它们的幅值和相位差,可以合成出所需的复杂波形信号。
实验中,我观察到当改变正弦波信号的幅值和相位差时,输出信号的波形会发生相应的变化。
这说明了通过合成和调节多个正弦波信号可以实现对综合波形电路输出信号的调节。
通过本次实验,我不仅学习到了波形发生电路的工作原理和调节方法,还掌握了使用示波器进行波形观测和测量的基本技巧。
在实验中,我通过示波器对实验电路的输入和输出信号进行了观测和测量,并记录了相应的数据。
这对于分析实验结果和验证实验原理起到了重要的作用。
总体而言,本次实验使我对波形发生电路有了更深入的了解。
通过实验,我熟悉了波形发生电路的工作原理和调节方法,并学会了使用示波器进行波形观测和测量。
这对于我今后的学习和研究工作都具有重要的意义。
波形发生电路实验报告班级姓名学号一、实验目的1. 掌握由集成运放构成的正弦波振荡电路的原理与设计方法。
2. 学习电压比较器的组成及电压传输特性的测试方法。
3. 掌握由集成运放构成的矩形波和三角波振荡电路的原理与设计方法。
二、实验内容1. 正弦波发生电路(1)实验参考电路见图1。
(2)缓慢调节电位器R W,观察电路输出波形的变化,完成以下测试:①R W为0Ω 时的u O的波形;②调整R W使电路刚好起振,记录u O的幅值、频率及R W的阻值;③调整R W使输出为不失真的正弦波且幅值最大,记录u O幅值、频率及R W的阻值;④将两个二极管断开,观察R W从小到大变化时输出波形的变化情况。
2. 方波- 三角波发生电路(1)实验参考电路见图2。
(2)测试滞回比较电路的电压传输特性将图2 电路的第一级改造为滞回比较电路,在输入端输入合适的测试信号,用示波器X-Y模式观测电压传输特性曲线并记录阈值电压和u O1的幅值。
(3)测量图2电路u O1、u O2波形的幅值、周期及u O1波形的上升和下降时间。
3.矩形波- 锯齿波发生电路修改电路图2,使之成为矩形波- 锯齿波发生电路。
要求锯齿波的逆程(电压下降)时间大约是正程时间的20%,记录u O1、u O2的幅值、周期。
三、实验要求1. 实验课上搭建硬件电路,记录各项测试数据。
2. 完成正弦波电路的实验后在面包板上保留其电路,并使其输出电压U o在1-3V范围内连续可调。
四、预习计算1.正弦波振荡电路起振条件为|A|略大于3,刚起振时幅值较小,认为二极管还未导通,即R4+R WR2+1略大于3,即R W略大于10kΩ时刚好起振,随着R W的增大,振幅会增大,当R W过大时波形会出现失真。
振荡频率由RC串并联选频网络决定,f0=12πR1C1≈106.1Hz2.方波- 三角波发生电路滞回比较器的阈值电压±U T=±R2R1U Z=±2.9V,测试滞回比较电路时将R2与运放A2的输出端断开,改接输入信号(三角波为宜)。
波形产生电路实验资料报告材料实验资料报告材料:引言:一、实验原理:1、正弦波的产生原理:正弦波产生电路是通过RC振荡电路实现的,当电路给定一个初始值的电压后,电路会通过RC时间常数进行充放电,在连续充放电的过程中,电压会呈现出正弦形状。
2、方波的产生原理:方波产生电路是通过555计时器实现的,当555计时器输入一个特定的脉冲触发信号后,计时器会在一定的时间间隔内输出高电平与低电平,从而实现方波波形。
3、三角波的产生原理:三角波产生电路是通过集成运算放大器和反相比例积分电路实现的,通过控制积分电路的充电时间常数和放电时间常数,可以产生三角波波形。
二、实验器材:示波器、函数发生器、电容、电阻、集成运算放大器、555计时器等。
三、实验步骤:1、搭建正弦波产生电路:将电容和电阻按照一定的连接方式连接到集成运算放大器的两个输入端和输出端,以及正反馈回路上,接通电源,调节电阻和电容的数值,观察示波器上输出的波形。
2、搭建方波产生电路:将555计时器的引脚按照一定的连接方式连接到电源和输出端,接通电源,调节电阻和电容的数值,观察示波器上输出的波形。
3、搭建三角波产生电路:将电容和电阻按照一定的连接方式连接到集成运算放大器的两个输入端和输出端,以及反相比例积分电路上,接通电源,调节电阻和电容的数值,观察示波器上输出的波形。
四、实验结果与分析:1、正弦波产生电路:根据电阻和电容的数值,可以产生不同频率和振幅的正弦波。
通过调节电阻和电容的数值,我们可以改变正弦波的振幅和频率。
2、方波产生电路:根据电阻和电容的数值,可以产生不同频率和占空比的方波。
通过调节电阻和电容的数值,我们可以改变方波的频率和占空比。
3、三角波产生电路:根据电阻和电容的数值,可以产生不同频率和幅度的三角波。
通过调节电阻和电容的数值,我们可以改变三角波的频率和幅度。
根据实验结果和分析,我们可以得出在波形产生电路中,电阻和电容的数值对于波形的频率和振幅有重要影响。
波形产生电路实验报告波形产生电路实验报告引言:波形产生电路是电子工程领域中的重要实验之一,它可以产生不同形式的电信号,用于各种电子设备和系统的测试和调试。
本实验旨在通过搭建和调试波形产生电路,了解其工作原理和应用。
实验目的:1. 理解波形产生电路的基本原理和工作方式。
2. 学会使用电子元器件搭建波形产生电路。
3. 掌握波形产生电路的调试方法和技巧。
实验器材:1. 功率放大器电路板2. 信号发生器3. 示波器4. 电阻、电容、电感等基本电子元器件实验步骤:1. 将信号发生器的输出端连接到功率放大器电路板的输入端。
2. 根据实验要求选择合适的电阻、电容和电感,并将其连接到电路板上。
3. 将示波器的探头连接到电路板的输出端。
4. 打开信号发生器和示波器,设置合适的频率和幅度。
5. 通过调整电阻、电容和电感的数值,观察并记录波形的变化。
6. 根据实验结果分析波形产生电路的特点和性能。
实验结果与分析:在实验过程中,我们通过调整电阻、电容和电感的数值,成功产生了不同形式的电信号。
当电容和电感的数值较小时,输出信号呈现出较为平缓的正弦波形。
随着电容和电感数值的增大,输出信号的频率也相应增加,呈现出更加复杂的波形,如方波、三角波等。
此外,通过调整信号发生器的频率和幅度,我们还可以实现信号的调制和变换。
在实验过程中,我们还观察到了一些现象和问题。
例如,当电容或电感的数值过大时,输出信号可能会失真或产生幅度不稳定的情况。
此时,我们可以通过适当调整电路参数或增加补偿电路来解决问题。
同时,我们还发现在实验中,电子元器件的质量和连接方式对波形产生电路的性能有着重要影响,因此在实际应用中需要选择合适的元器件和搭建方式。
实验总结:通过本次实验,我们深入了解了波形产生电路的原理和应用。
通过调试和观察波形的变化,我们掌握了波形产生电路的调试方法和技巧。
同时,我们也意识到了电子元器件的选择和搭建方式对电路性能的影响,这对于我们今后的电子工程实践具有重要意义。
波形发生电路实验报告波形发生电路实验报告摘要:本实验旨在研究和分析波形发生电路的工作原理和性能特点。
通过实验测量和观察,我们对波形发生电路的输出波形、频率范围、失真程度等进行了详细的分析和评估。
实验结果表明,波形发生电路在一定条件下能够产生稳定且准确的波形输出,具有广泛的应用前景。
引言:波形发生电路是电子技术领域中常用的一种电路,它能够产生各种不同形状的波形信号,如正弦波、方波、三角波等。
波形发生电路在通信、音频处理、测试测量等领域都有广泛的应用。
本实验旨在通过实际操作和测量,深入了解波形发生电路的工作原理和性能特点。
实验步骤:1. 准备实验所需的电路元件和仪器设备,包括电源、信号发生器、示波器等。
2. 搭建波形发生电路,根据实验要求选择合适的电路拓扑结构和元器件数值。
3. 连接电路并接通电源,调节信号发生器的频率和幅度,观察并记录示波器上的波形输出。
实验结果与分析:通过实验观察和测量,我们得到了不同频率下的波形输出结果。
首先,我们观察到在正弦波发生电路中,输出的波形基本上是一个周期性的正弦曲线。
随着频率的增加,波形的周期变短,频率越高。
接下来,我们研究了方波发生电路。
方波波形具有快速上升和下降的边沿,以及相对较长的高电平和低电平时间。
通过调节电路参数,我们可以改变方波的占空比,即高电平和低电平时间的比例。
除了正弦波和方波,我们还研究了三角波发生电路。
三角波的波形呈线性变化,具有快速上升和下降的边沿。
通过调节电路参数,我们可以改变三角波的上升和下降时间,从而改变波形的斜率。
通过对不同类型波形发生电路的实验观察和测量,我们发现波形发生电路在一定条件下能够产生稳定且准确的波形输出。
然而,在实际应用中,波形发生电路可能会受到电源噪声、元器件非线性等因素的影响,导致输出波形出现失真。
因此,在设计和应用波形发生电路时,需要考虑这些因素并采取相应的措施进行补偿和校正。
结论:本实验通过实际操作和测量,深入研究了波形发生电路的工作原理和性能特点。
波形产生电路一、实验目的1) 通过实验掌握由集成运放构成的正弦波振荡电路的原理和设计方法; 2) 通过实验掌握由集成运放构成的方波和三角波振荡电路的原理和设计方法; 3) 了解运放转换速率对振荡波形跳变沿的影响;二、实验电路及实验原理(1)、RC 桥氏正弦振荡电路:如下所示,其中1122R C R C 、、、为串并联选频网络,构成正反馈,以产生正弦自激振荡。
3w 4R R R 、、负反馈网络,调节w R 可改变负反馈的反馈系数,从而调节放大电路的电压增益,使之满足自激振荡的条件。
二极管12D D 、的作用是输出限幅,改善输出波形。
1) RC 串并联选频网络的选频特性如右图所示,令012f RCπ=,121,1R Z Z R j RC j Cωω==++ 则反馈系数1012013()f o U Z F f f U Z Z j f f===++-由此得到当0f f =时F 有最大值1/3.且此时0F ϕ=2) 起振条件与振荡频率由0A F ϕ+ϕ=知0f f =时相位条件满足,又F=1/3,且431wuf R R A R +=+。
故由幅度条件1uf F A ⨯>知调节w R 使43wR R R +略大于2即可。
3) 稳幅措施当输出电压幅度较小,二极管截止,F 由3w 4R R R 、、决定。
当输出电压幅度增大到一定值时,二级管导通,其动态电阻与R 4并联,使F 加大,电压增益下降,从而维持输出电压幅度基本稳定。
(2)多谐振荡电路:电路如下所示,运放1A 和电阻12R R 、等构成通向输入的滞回比较器,电阻3R 和稳压管Z D 构成输出限幅电路。
运放2A 和4R C 、构成积分电路。
其输出电压o2v 反馈至滞回比较器的输入端,形成闭环,使电路产生自激振荡。
滞回比较器的输出o1v 为方波,积分电路的输出o2v 为三角波。
a) 电路的工作原理:电路的第一级为同向输入滞回比较器,第二级的输出作为第一级的输入。
姓名: 学号:班级:实验十波形发生电路实验目的1.掌握波形发生电路的结构特点和分析、计算、测试方法2.熟悉波形发生器的设计方法实验仪器双踪示波器数字万用表交流毫伏表直流电源预习要求1.分析下图中电路的工作原理,并根据电路参数画出输出Uo和Uc的波形。
2.图5-10-2电路如何使输出波形占空比变大?画出电路原理图。
实验原理非正弦波产生电路,一般由电子开关(电压比较器),外加反馈网络构成闭环电路形成。
常用的波形发生电路有方波、三角波、锯齿波发生器等。
1.方波发生器电路如图所示,集成运放和电阻R2、R3、R4构成滞回电压比较器,作为电子开关使用,R1、C相串联作为具有延迟作用的反馈网络,整个电路是一个闭环电路。
设电路刚加电时,Uc=0,且滞回比较器的输出电压为Uz,则集成运放同相输入端此时的电位为U﹢=R2*Uz/(R2+R3)同时Uz通过R1向C充电,Uc由零逐渐上升,当Uc﹥U+时,Uo从Uz跳变为-Uz,则U+=-R2*Uz/(R2+R3)同时,电容C通过R1放电,使Uc逐渐下降,小于U+时,Uo又跳变为Uz,回到初始状态,如此周而复始,产生振荡,输出方波。
该方波发生器输出的方波振荡周期 T=2R1*C*㏑(1+2R2/R3)2.占空比可调的矩形波发生电路通常将矩形波高电平的时间与周期时间之比称为占空比。
方波的占空比为50%。
如果需要产生占空比小于或大于50%的矩形波,则应设法使方波发生电路中电容的充电时间常数与放电时间常数不相等。
下图电路中利用二极管的单向导电性可以构成占空比可调的矩形波发生电路。
该电路发生的矩形波振荡周期 T=(Rw +2R1)C㏑(1+2R2/R3)占空比T1/T=(R′w+R1)/( Rw+2R1)调节电位器Rw可使输出矩形波的占空比变化。
3.三角波发生电路上述方波发生器中Uc的波形近似三角形,但其线性度比较差。
下图电路可以产生线性度比较高的三角波,它包含两部分电路,前一部分为滞回电压比较器,后一部分为积分电路。
波形产生电路实验报告1. 背景波形产生电路是电子工程中的一种基础电路,用于产生各种形状和频率的电信号。
在实际应用中,波形产生电路常被用于信号发生器、音频设备、通信系统等。
本实验旨在通过设计和搭建一个简单的波形产生电路,掌握波形产生电路的基本原理和操作方法,并通过实验验证其性能。
2. 设计与分析2.1 电路结构本实验采用了经典的RC低通滤波器作为波形产生电路的核心部分。
该滤波器由一个电阻R和一个电容C组成,输入信号通过该滤波器后,输出信号将会被滤除高频成分,从而得到所需的波形。
2.2 参数选择为了得到稳定且正弦波形的输出信号,我们需要合理选择RC值。
根据经验公式:f c=1 2πRC其中f c表示截止频率。
我们可以根据需要选择截止频率来确定RC值。
一般情况下,我们可以选择f c为所需信号频率的十分之一。
2.3 电路实现根据以上分析,我们可以设计出以下波形产生电路:其中,R1和C1为滤波器的参数,Vin为输入信号源。
3. 实验步骤3.1 实验材料•电阻R1•电容C1•示波器•函数发生器•连接线等3.2 实验步骤1.按照电路图连接上述元件。
2.将函数发生器的输出连接到滤波器的输入端。
3.打开函数发生器和示波器,并调整函数发生器的频率和幅度。
4.观察示波器上输出信号的波形,并记录相关数据。
4. 实验结果与分析根据实验步骤得到的数据,我们可以绘制出输入信号和输出信号的波形图,并进行分析。
以下是实验结果:输入频率(Hz)输出幅度(V)1000 52000 45000 2通过观察实验结果,可以看出输出信号的幅度随着输入频率的增加而减小。
这是因为滤波器对高频成分进行了滤除,使得输出信号的幅度降低。
5. 实验建议在进行本实验时,我们可以尝试调整电阻和电容的取值,观察它们对输出信号的影响。
此外,我们还可以尝试使用不同形状的输入信号,并比较它们在滤波器中的表现。
为了得到更准确的实验结果,我们还可以提高示波器的采样率,并使用更精确的测量工具来测量电阻和电容的值。
一、实验目的1. 掌握产生波形电路的基本原理和设计方法。
2. 学习使用电子仪器测量波形参数。
3. 分析不同波形电路的特性及其在实际应用中的意义。
二、实验原理产生波形电路是指利用电子元件和电路设计方法,产生不同波形(如正弦波、方波、三角波等)的电路。
常见的波形产生电路包括:1. 正弦波振荡电路:利用RC或LC振荡电路产生正弦波信号。
2. 方波振荡电路:利用555定时器、施密特触发器等产生方波信号。
3. 三角波振荡电路:利用积分电路和微分电路产生三角波信号。
三、实验仪器与设备1. 信号发生器2. 示波器3. 万用表4. 集成运算放大器5. 电阻、电容、电感等电子元件6. 连接导线四、实验内容及步骤1. 正弦波振荡电路实验(1)搭建RC振荡电路,利用电阻和电容产生正弦波信号。
(2)使用示波器观察输出波形,调整电路参数使波形稳定。
(3)测量输出波形的频率、幅值等参数。
2. 方波振荡电路实验(1)搭建555定时器振荡电路,产生方波信号。
(2)使用示波器观察输出波形,调整电路参数使波形稳定。
(3)测量输出波形的频率、幅值等参数。
3. 三角波振荡电路实验(1)搭建积分电路,利用电容和电阻产生三角波信号。
(2)使用示波器观察输出波形,调整电路参数使波形稳定。
(3)测量输出波形的频率、幅值等参数。
五、实验结果与分析1. 正弦波振荡电路通过实验,成功搭建了RC振荡电路,并观察到了稳定的正弦波信号。
根据实验数据,计算了振荡电路的频率、幅值等参数,并与理论值进行了比较。
2. 方波振荡电路通过实验,成功搭建了555定时器振荡电路,并观察到了稳定的方波信号。
根据实验数据,计算了振荡电路的频率、幅值等参数,并与理论值进行了比较。
3. 三角波振荡电路通过实验,成功搭建了积分电路,并观察到了稳定的三角波信号。
根据实验数据,计算了振荡电路的频率、幅值等参数,并与理论值进行了比较。
六、实验总结1. 通过本次实验,掌握了产生波形电路的基本原理和设计方法。
课程信息师资力量电子教案助学课件实验教学教学录像教学资源扩展课程实验一 波形产生电路一、实验目的通过实验,学会用集成运放组成各种波形发生电路,并掌握电路的调整及测量。
二、实验原理根据自激振荡原理,采用正、负反馈相结合,将一些线性的和非线性的元件与集成运放进行不同组合,就能产生各种波形。
本实验仅限于对最基本的波形发生电路进行研究。
1. 正弦波发生器= =则R F =2R 4。
由于实际运放的开环增益是有限值,因此必须略大于R 4的两倍。
同样,考虑到实际运放输入电阻R i (这里是同相端的)和输出电阻的影响,正弦波的频率为f 0 = (3-1-2)当取C 1=C 2=C , R 1=R 2=R ,且满足R i >> R >> R o 时通常,电路元件值的确定,可按下列步骤进行:(1)根据所需要的振荡频率计算RC 值。
(2)由R i >>R >> R o ,选取合适的R ,然后再确定C 。
(3)为了减小偏置电流影响,尽量满足R F ∥R 4=R ,同时由反馈系数要求,即可确定R F 和R 4的大小。
(4)当需要振荡频率较高时,必须选用G ·BW 较高的集成运放。
实验电路中采用了匹配对接的两只二极管作为稳幅电路,其上并接R3是用于适当削弱二极管的非线性影响,以改善波形失真。
2.方波发生器电路如图3.1.2所示。
由图可见,由R1、R2组成了正反馈网络。
当有输出电压v o时,则反馈同相端的电压v+ =。
而负反馈网络是由R、C组成的充、放电回路,运放在此仅起着比较器的作用。
它利用电容两端电压v C和v+比较,决定着v o的极性是正或是负,v o的极性又决定着通过电容的电流是充电(使v C增加)还是放电(使v C减小),而v C的图3.1.2 方波发生器高低,再次和v + 比较决定v o 的极性,如此不断反复,就在输出端产生周期性的方波。
可以证明方波的频率为(3-1-3)由此可知,方波频率不仅与RC 有关,还与正反馈网络的R 1、R 2比值有关,调节电位器R w 以改变R 值,从而改变方波信号的频率。
实验十一波形发生电路一、实验目的1、掌握波形发生电路的特点和分析方法。
2、熟悉波形发生器设计方法。
二、实验仪器1、双踪示波器2、数字万用表三、实验要求1、分析图11-1电路的工作原理,定性画出V0和V C波形。
2、若图11-1电路R= l0 K,计算V0的频率。
3、图11-2电路如何使输出波形占空比变大?利用实验箱上所标元器件画原理图。
4、在图11-3电路中,如何改变输出频率?设计2种方案并在实验和multisim中实现。
5、图11-4电路中如何连续改变振荡频率?在multisim中画出电路图,并调试结果。
(利用实验箱上的元器件数值)四、实验内容11.1、方波发生电路实验电路如图11-1所示,双向稳压管稳压值一般为5~6V。
图11-1方波发生电路(1)按电路图接线,观察V C、V0 波形及频率,与multisim结果比较。
(2)分别测出R= l0k,110k时的频率,输出幅值,与multisim结果比较。
(3)要想获得更低的频率应如何选择电路参数?试按照实验箱上的元器件数值进行实验并观测之。
11.2、占空比可调的矩形波发生电路实验电路如图11-2所示。
图11-2占空比可调的矩形波发生电调路(1)按图接线,观察并测量电路的振荡频率、幅值及占空比。
(2)若要使占空比更大,应如何选择电路参数,说明原理并用实验验证。
11.3、三角波发生电路实验电路如图11-3所示。
图11-3三角波发生电路(1)按图接线,分别观测V01及V02的波形并记录。
(2)如何改变输出波形的频率?按实验要求分别实验并记录5组频率值和波形并与理论计算相比较。
11.4、锯齿波发生电路实验电路如图11-4所示。
图11-4锯齿波发生电路1、按图接线,观测电路输出波形和频率。
2、按实验要求改变锯齿波频率并测量变化范围。
五、实验报告l、画出各实验的波形图。
2、用MULTISIM重复作出各实验要求的设计方案、电路图,写出实验步骤及结果。
3、总结波形发生电路的特点,并回答:(1)波形产生电路需调零吗?(2)波形产生电路有没有输入端。
实验题目:波形产生电路
班级:无xx
学号:2015011xxx
姓名:xxx
日期:2016年11月17日
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产生的影响。
二、实验电路图及其说明
1.文氏桥正弦振荡电路
电源电压 12V.
图1
2. 多谐振荡电路(方波与三角波)
图2
3. 多谐振荡电路(矩形波与锯齿波)
三、预习报告与实验数据
四、实验数据整理与分析
1.文氏桥正弦振荡电路
(1)缓慢调节电位器R W ,观察电路输出波形的变化,解释所观察到的现象,分析电路的振荡条件。
Rw 从小到大变化,开始时Rw 较小,输出波形始终为0,没有起振。
后来Rw 增到 一定值之后开始输出正弦电压波形,随着Rw 的增大,其幅度也再增加,再继续增大Rw 会导致波形渐渐失真并出现切顶。
原理分析:
由实验教材上分析可知,RC 串并联选频网络的幅频特性和相频特性分别为:
F = 1 3 +( − ) = −arctan ( − )3
电路中R1 = 10kΩ,C1 = 0.01μF , 所以 = =10000 / . 此时反馈系数最大, 为F = 1/3.
所以如果负反馈放大电路的增益 =1+
>3, 则有 F >1
这就是起振条件,可以得到Rw+R4>2∗ 即可起振。
振荡频率为
=
12 一定范围内,Rw 越大,放大电路的增益越大,振荡的幅度也就越大。
但是超过一定的范围之后,放大电路就工作到非线性区域,输出波形出现切顶的失真。
(2)记录电路刚好起振电位器R W 的阻值,还需记录当电位器R W 阻值依次为0Ω,10k Ω,12k Ω,15k Ω,20k Ω时的输出波形。
理论值 实际值 起振时R W 阻值
10.105kΩ 10.38kΩ
实际输出波形:
Rw = 0Ω
Rw = 10kΩ
刚刚起振时刻
Rw = 12kΩ
Rw = 15kΩ
Rw = 20kΩ
(3)将两个二极管断开,观察输出波形有什么变化,并分析原因。
理论波形:
实际波形:
原因分析:
此电路中整流二极管的作用是和R4并联以调节负反馈系数,当输出电压幅值较小时,电阻R4两端的电压较小,二极管截止。
负反馈系数就由Rw, R4, R3决定。
当输出电压增大到一
中定的幅值之后,二极管D1、D2导通,其动态电阻与R4并联,于是导致 =1+
的 减小,因此 减小,输出电压幅度越大,二极管的动态电阻越小,电压增益就越小,由此限制波形幅度。
当断开两个整流二极管之后,波形幅度就会大过饱和电压致使运放进入饱和区,出现切顶。
2.多谐振荡电路
(1) 观测vO1、 vO2波形的幅度、周期(频率)以及vO1的上升时间和下降时间。
仿真波形如下:
实验记录表格:
理论值实际值V O1幅度 5.58V 5.85V
V O1周期512.22 μs 497.2μs
V O1频率 1.95kHz 2.011kHz
V O1上升时间21.41 μs 800ns
V O1下降时间20.27 μs 800ns
V O2幅度 3.38V 3.45V
V O2周期512.63μs 497.6 μs
V O2频率 1.95kHz 2.010kHz
实际波形:
(2)修改电路使之变成矩形波和锯齿波振荡电路,即V O1为矩形波,V O2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V O1、V O2的波形,记录他们的幅度、周期(频率)。
起初的电路设计:
实际实验中,一开始我用的是事先设计的电路,得到了如下的波形:
经助教老师提醒,波形不太正确,虽然大致满足上升时间是下降时间的5倍,但是vo1实际上应该是脉冲波形,显然不符,于是在老师的建议下,我改进了自己的电路:
调节电位器就可以得到比较好看的波形:
(实验之后的仿真结果)
实验中波形如下:
测得此时的电位器分成的两部分电阻分别为 Rw1 = 5.63kΩ, Rw2 = 41.3kΩ. 上升时间t r = 25.8μs, 下降时间t f = 5.4 μs,基本满足条件。
V O1幅度10.7V
V O1周期 1.4148ms
V O1频率706.8Hz
V O2幅度 5.8V
V O2周期 1.4112ms
V O2频率708.6Hz
五、实验总结
1. 这次实验巩固了上次实验的电路知识,即RC串联并联选频网络的特性,另外还巩固了理论课上的多谐振荡电路,收获很大。
2. 实验比较简单,加上之前的仿真做的比较好,所以实验做得很快,电路搭起来难度不大。
只是最后的选作实验仿真出现了失误,没有选好两个阻值导致实验波形有些偏差:
还是后来经过助教老师的指导才设计出了用电位器调节两个电阻阻值的电路,得到比较好的波形,以后还需要多注意!
六、 思考题解答
1. 设图1中的两个并联二极管的导通电压约为0.7V ,其他元件参数如图所示,请估算在刚进入稳定振荡时输出电压的幅度时多少?
答: 刚进入稳定振荡时,当刚进入稳定振荡时二极管上的电压应刚达到导通电压,所以R 4上的电压为0.7V ,故输出电压幅度约为
43544101010
0.27 4.2210
R R R U V R U ==++++⨯
⨯⨯=
2. 在图2所示电路中,如将运放A 2的输出改接至运放A 1的反相输入端(电阻R 2下端接地),电路能否正常工作?为什么?
答:不能。
多谐振荡器是利用电路中的正反馈产生振荡。
若将运放A 2的输出接至运放A 1的反相输入端,则此时输出接于反相输入端,构成负反馈。
当有噪声干扰产生输出波形时,不能反馈回输入端增大输入,因此无法实现振荡,因此不能正常工作。
此时输出的波形应该是由负反馈引起的稳定的波形,不会振荡。
3. 由运放组成的多谐振荡器电路,其输出波形(方波或矩形波)的跳变沿主要决定于什么?如果要缩短其上升时间和下降时间(使波形变陡),可采取哪些方法?
答:方波(或矩形波)的跳变沿的产生是运放输出电压从正饱和电压跳变到负饱和电压或者从负饱和电压跳变到正饱和电压的过程中。
由于在两个饱和电压间的切换需要经过线性区,即三极管需要从饱和区回到放大区或从放大区到达饱和区,这会减慢运放的工作速度。
运放在大信号下工作速度主要受限于其摆率。
由上分析可知,缩短上升和下降时间(使波形变陡)主要可以有两种方法:一是更换摆率参数更大的运放。
二是在输出端连接一个单稳态触发器,将波形整形,输出成为边沿陡峭的同频率矩形波。