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1、实验7 RC波形发生电路,实验目的,学习使用运放组成方波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器和正弦波发生器,实验仪器,示波器 FLUKE表,实验内容,方波发生器（占空比不可调/可调） 三角波发生器 锯齿波发生器 正弦波发生器,实验原理,在信号产生电路中应用最广：比较器 比较器：比较输入信号Vi和参考电压VREF的电路，常用的有单门限电压比较器，双门限电压比较器,ViVREF，VID=0 运放处于正饱和状态 输出Vo=VOH,ViVREF，VID= 0 运放处于负饱和状态 输出Vo=VOL,过零比较器：,优点：电路简单，灵敏度高 缺点：抗干扰能力差， 当ui 在零值或比较电压值 附近时，输出 uo
2、 反复跳变。,为提高抗干扰能力，多采用具有滞回特性的比较器。 在单门限电压比较器基础上引入了正反馈网络。,由于比较器中的运放处于开环状态或正反馈状态，因此一般情况下，输出电压vO与输入电压vI不成线性关系，只有在输出电压发生跳变瞬间，集成运放两个输入端之间的电压才可近似认为等于零,方波发生器,设电路通电瞬时，电容上的电压为零，电路输出为Vz，这时运放正向输入端电压为 运放输出电流经RP、R4向电容C充电。运放反向输入端VN随时间延续电压升高，当VN=VP1时，电路输出翻转，Vo由Vz变为-Vz，VP由VP1=FVz变为VP2=-FVz,图7.2,这时由“地”向电容反向充电，VN电压下降，当VN
3、=VP2时，电路输出翻转，Vo由-Vz变为Vz，VP由VP2=-FVz变为VP1=FVz。周而复始，电路输出方波,所以，在实验中通过改变RP就可以该变电路输出方波的周期。,双向触发二极管，用于过压保护,限流电阻R3。若电路不起振，可适当减小R3的阻值。,实验内容一:方波发生器电路,记录电路输出端和电容上的信号波形 分别测量R4+Rp=20k、40 k、60 k、80k、100k时电路输出信号的幅值和周期，并与理论分析的结果相比较,占空比可调的矩形波发生器:电容C充放电使用不同的路径,当输出为高电平Vz 时，运放输出的电流经RPP、D1、R4向电容充电， 容易得到输出高电平持续的时间,类似地可以
4、求得输出低电平持续的时间,实验内容二:占空比可调的矩形波发生器,调整Rp，分别测量R4+RPP=20k、40 k、60 k、80k、100k 时电路输出波形的幅值、周期和占空比，并与理论分析的结果相比较。(注意：要使用相同的Rp),三角波发生器：过零比较器+积分器,图7.4,实验内容三：三角波发生器, 取RP=10k，观察电路输出波形V0、Vo1，测量输出波形的周期和幅值。 要求改变三角波的周期，可调整哪个元件，实验并测量记录之(三组数据)。,锯齿波发生器：电容C充放电使用不同的路径,实验内容四：锯齿波发生器, 观察电路的输出波形，测量输出波形的上升时间1 和下降时间2。 取RPP分别为10k
5、、30k、50k、70k、90k，测量输出波形Vo的1 、2的变化，并与理论估算值比较.(注意：要使用相同的Rp) 将D1、D2反接输出波形Vo将发生什么变化？ 要求改变输出波形的周期，宜改变哪一个元件的元件值？测量记录之(三组数据) 。,正弦波发生器,电路起振条件： 振幅条件： 相位条件：=2k 电路平衡条件： 振幅条件： 相位条件：=2k,图7.7,所以只要AVF3，电路就能起振,实验内容五：正弦波发生器, 调整Rp，使电路起振，且使输出波形的幅值为5V，这时的Rp的阻值为多少？ 测量输出波形的频率，以及二次谐波失真和三次谐波失真。 分析RP与输出波形的幅值和谐波失真的关系。 (4)改变Rp时，输出信号频率是否会变化？若电路已输出稳定的正弦波，改变 R4，波形发生什么变化,