zju电工电子学实验 实验报告13.doc

B-5实验报告课程名称： 电工电子学实验 指导老师： 聂曼 成绩：_实验名称： 集成运算放大器应用（二） 波形发生及脉宽调制 实验类型： 设计 同组学生姓名：_ _一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤（必填）六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得（必填）一、实验目的装 订 线1、掌握用集成运放构成的方波、三角波发生器的工作原理和性能。2、了解压控脉宽调制电路的组成和工作原理。二、实验原理本实验电路是一个由集成运算放大器构成的方波、三角波发生器和压控脉宽调制电路。即整个电路分为两部分：三角波、方波发生电路和压控脉宽调制电路。1.三角波、方波发生电路电路如图13-1中的前两级所示。集成运放A1构成电压比较器，A2构成积分器。电压比较器的输出uo1作为积分器的输入，积分器的输出uo2又作为比较器的输入。这样构成一个闭合回路。我们可以计算三角波的周期或频率。T=4RfCfR1/R22.压控脉宽调制电路压控脉宽调制电路是一种输出脉冲宽度可由输入电压控制的电路，实际上也是一个电压比较器。在运放A3的反向输入端加一个参考电压UR，在同相输入端通过电阻R7加入前级A2的输出电压uo2。从理想运放的电压传输特性可知，当同相端电压u+3稍大于UR时，集成运放A3饱和，输出高电平。我们可以通过改变参考电压UR来调节矩形波uo3的占空比。图13-1P.P.P.实验名称： 集成运算放大器应用（二） 姓名： _学号：_ _装 订 线三、实验设备1、TDS1002C型双踪示波器2、MDZ2型模拟电子技术实验箱3、运放、时基电路实验板四、实验内容 1、按图13-2接线，分别将LM324运放接成电压跟随器，检查芯片是否正常图13-22.波形发生电路(1)按图13-3连接A1和A2二级电路，将电位器RP1的滑动头调至最右端(即RP1=0)，用双踪示波器同时观察并记录uo1及uo2的波形。注意两个波形的相位，将波形画在时间轴取值一致并对齐的两个坐标系内，以便分析工作原理。记录uo1和uo2的频率及幅值于表13-1。 (2)保持RP1=0、R2=100k不变，将R1改为47k，重复1)的实验内容。 (3)保持R1=R2=100k，调节电位器RP1，重复1)的实验内容。 图13-3 图13-4实验名称： 集成运算放大器应用（二） 姓名：_ _ _学号：_ _P.装 订 线 3.脉宽调制电路保持R1=R2=100k，RP1=0。(1)按图13-4连接好A3组成的脉宽调制电路。(2)把uo2作为脉宽调制电路的输入电压，根据表13-2改变参考电压UR值完成各项内容的测试。(注意：URmax和URmin是指在保证有uo3波形的情况下，UR的最大调节范围)五、实验数据记录表13-1实验(1)实验(2)实验(3) uo1频率f/Hz219.5433.5200.7()幅值/V76.97uo2周期f/Hz219.3434.5200.4()幅值/V7.647.5表13-2 参考电压UR/VURmax210-1-2URminuo3波形uo3脉宽比tw/T0.1500.3590.4270.4980.5680.6370.865uo3平均值uo3/V-11.3-5.19-3.02-0.41.443.6310.3六、实验数据分析以及结果 1、将波形发生电路中的实测值与理论估算值相比较并讨论结果。由于uo1的幅值没有已知的数据可以计算，而又因其周期与uo2(理论值和实验值都)完全相同，因此此处只对uo2进行实验值与理论值的比较。理论值计算公式：uo2=UzR1/R2 T=4RfCfR1/R2 据表13-1可见，各组实验值与理论值都有一定的差距，分析原因如下：(1).理论值是根据在理想情况下求得的公式来计算的，而实际上有些因素不能达到理想条件，不能忽略，因而产生较大偏差。P.实验名称： 集成运算放大器应用（二） 姓名：_ _ _学号：_ _装 订 线(2).电路内部构造与外部接线并不能达到完全符合实验设置的条件，比如由于某处电路接触不良而导致电阻增大。(3).观察发现，所有偏差均为正偏差，即实验值都比理论值大，因而可推测存在某种使测量值偏大的系统误差，但具体原因不明。 2、画出实验中各点波形。 实验2的波形图如下，实验3波形图建表13-2(1)(2)（3）uo1uo23、整理分析测试结果。总体来讲本次实验所得数据与理论有所差距，原因也是多方面的，可见有时根据理论还不能完全应用与实践，在遇到现实中需要解决的问题时还应进行多项测试，才