波形产生和变换电路ppt课件

1、一、实一、实 验验 目目 的的二、实验原理二、实验原理三、实验电路和线路板三、实验电路和线路板五、预习要求及思索题五、预习要求及思索题四、实验内容与要四、实验内容与要 求求六、实验报告及思索题六、实验报告及思索题波形产生和变换电路波形产生和变换电路一一 实验目的实验目的1掌握运放在开环、正反响下的任掌握运放在开环、正反响下的任务特点务特点2掌握比较器电路的任务原理掌握比较器电路的任务原理 3掌握方波、三角波和正弦波发生掌握方波、三角波和正弦波发生器的电路构成及其任务原理器的电路构成及其任务原理 二二 实验原理实验原理1 1函数信号产生方案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，对

2、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模拟电路实现方案、数字电路实现方案(如如DDS方式方式)、模数结合的实现方案等。、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简单的电路加以分析。如采用文氏电桥电路构成正弦波发生器、采用施密特触发器构成多谐成正弦波发生器、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。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

3、特性2滞回比较器施密特触发器滞回比较器施密特触发器 1负向施密特触发器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滞回比较器的电路图如图1所示，由于正反响作用，这种比较器的门所示，由于正反响作用，这种比较器的门限电压是随输出电压限电压是随输出电压VO的变化而变化。的变化而变化。ZfVRRRV111ZfVRRRV112正负向触发电平分别为：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正向施密特触发器正向施密特触发器ZVRRV211所以正负向触发电平分别为：所以正负向触发电平分别为：iOVRRRVRRRV212211由于电路翻转时：由于电路翻转时：V+ V- =0ZVR

4、RV2123方波发生器方波发生器 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 )RR21ln(RC2T214方波和三角波发生器方波和三角波发生器 图6 方波和三角波发生器电路RC积分器积分器正向施密正向施密特触发器特触发器构成：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任务原理方波和三角波发生器的任务原理 A1构成正滞回比较器，正负向触发电平分别为：构成正滞回比较器，正负向触发电平分别为： 当当 V+0时时 A1输出为正，即输出为正，即VO1 = +Vz；当；

5、当 V+0时，时， A1输出为负输出为负 即即 VO1 = -VzZVRRV211ZVRRV212A2构成反相积分器构成反相积分器 VO1 为正时，为正时， VO2 负向线性变化，当负向线性变化，当VO2负向负向变化略低变化略低于于 ZVRR21，滞回比较器翻转，滞回比较器翻转， VO1变为负，变为负， VO2 正向线性正向线性线性变化，当线性变化，当VO2正向变化略高于正向变化略高于ZVRR21，滞回比较器再次，滞回比较器再次翻转使翻转使VO1变为正，周而复始，产生方波变为正，周而复始，产生方波VO1和三角波和三角波VO2 。三角波周期Z21m2OVRRVCRRR4T21三角波的峰值(1)R

6、C(1)RC选频振荡器由以下两部分电路组成：选频振荡器由以下两部分电路组成：RC 选频网络选频网络由运算放大器构成的同相放大器由运算放大器构成的同相放大器5R C桥式正弦振荡电路桥式正弦振荡电路(2)RC 选频网络选频网络RC 选频网络的转移电压比及其频率特性如下所示：选频网络的转移电压比及其频率特性如下所示：RCCRRCUUH j31j)j (2212 2 该网络具有带通滤波特性，其中心频率0=1/RC 。当=0时|H(j0)|=1/3,(0)=0。 将RC 选频网络和同相放大器按照右图衔接起来，调理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

7、。RC21 of(3)RC选频振荡器选频振荡器 在放大电路的负反响回路里在放大电路的负反响回路里参与非线性元件参与非线性元件D1，D2来自动来自动调整负反响放大电路的增益，从调整负反响放大电路的增益，从而维持输出电压幅度的稳定。而维持输出电压幅度的稳定。 当输出电压的幅度较小时，当输出电压的幅度较小时，电阻电阻R2两端的电压低，二极管两端的电压低，二极管D1、D2截止，负反响系数由截止，负反响系数由R2、RP及及R1决议；当输出电压的幅决议；当输出电压的幅度添加到一定程度时，二极管度添加到一定程度时，二极管D1、D2在正负半周轮番任务，在正负半周轮番任务，其动态电阻与其动态电阻与R4并联，使负

8、反并联，使负反响系数加大，电压增益下降。输响系数加大，电压增益下降。输出电压的幅度越大，二极管的动出电压的幅度越大，二极管的动态电阻越小，电压增益也越小，态电阻越小，电压增益也越小，输出电压的幅度坚持根本稳定。输出电压的幅度坚持根本稳定。R C桥式正弦振荡电路 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:1-Feb-2007 Sheet of File:E:课程建设与改革教材建设电子技术指导书模拟电路.ddbDrawn By:R10KC0.01uFR10KC0.01uFR10KR47KDDR10K12PVO12RfAVf(4) R C桥式正

9、弦振荡电路适用电路桥式正弦振荡电路适用电路313RRf313RRf)/(4DWfrRRRRCf2123RRf电路的振荡频率电路的振荡频率 ：起振的幅值条件起振的幅值条件 ： 为了维持振荡输出，必需让 为了保证电路起振，为了保证电路起振，R C桥式正弦振荡电路 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:1-Feb-2007 Sheet of File:E:课程建设与改革教材建设电子技术指导书模拟电路.ddbDrawn By:R10KC0.01uFR10KC0.01uFR10KR47KDDR10K12PVO12RfAVf 调整电阻RP 即改动

10、了反响R f ，使电路起振，且波形失真最小。如不能起振，那么阐明负反响太强，应适当加大R f ，如波形失真严重，那么应适当减少R f。 改动选频网络的参数C 或R，即可调理振荡频率。普通采用改动电容C 作频率量程切换粗调，而调理R作量程内的频率细调。R C桥式正弦振荡电路 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:1-Feb-2007 Sheet of File:E:课程建设与改革教材建设电子技术指导书模拟电路.ddbDrawn By:R10KC0.01uFR10KC0.01uFR10KR47KDDR10K12PVO12RfAVf三、实验

11、电路和线路板三、实验电路和线路板1、线路板、线路板2、原理线路图、原理线路图1滞回比较器滞回比较器2方波发生器方波发生器3方波发生器和三角发生器方波发生器和三角发生器4正弦波发生器正弦波发生器四、实验内容与要求四、实验内容与要求1、滞回比较器、滞回比较器1察看输入、输出波形。察看输入、输出波形。输入加正弦信号，频率输入加正弦信号，频率f = 1kHZ，大小，大小vi = 2V有效值，用双踪示波器同时察看有效值，用双踪示波器同时察看vi，vO的波的波形。形。2察看、丈量传输特性曲线。察看、丈量传输特性曲线。将示波器置于将示波器置于X-Y显示方式，显示方式，vi、vO分别从分别从X、Y通道输入。察

12、看传输特性曲线，测出传输特性曲通道输入。察看传输特性曲线，测出传输特性曲线输出电压的上、下限幅值，输入电压的两个门线输出电压的上、下限幅值，输入电压的两个门限电压值。限电压值。留意：数字示波器留意：数字示波器DS5000 X-Y显示方式的显示方式的运用方法运用方法2、方波信号发生器、方波信号发生器 察看察看vO、vC的波形，分别在的波形，分别在R = 10K、R = 20K的情况下丈量的情况下丈量vO、vC的峰峰值的峰峰值VOPP、VCPP，振，振荡周期荡周期T，频率，频率 f ，且和实际值相比较。，且和实际值相比较。留意：留意：Rp逆时针旋究竟逆时针旋究竟(R = 10K), Rp顺时针旋究

13、顺时针旋究竟竟(R = 20K),3、三角波信号发生器、三角波信号发生器 用示波器察看用示波器察看vO1、vO2的波形，丈量三角波的波形，丈量三角波的峰峰值的峰峰值VO2m，周期，周期T，且和实际值相比较。，且和实际值相比较。4正弦波信号发生器正弦波信号发生器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，丈量v+vf、v-、vO，验证同相比例放大器放大倍数能否等于3v+、v-、vO均为有效值，用交流毫伏表丈量。1适当调理电位器RP，使电路产生振荡，用示波器察看输出波形，应为稳定的最大不失真正弦波，丈量输出电压的大小VOm峰值，周期T，计算出振荡频率f， 且与实际值相比较。五、预习要求

14、五、预习要求1、了解运放在开环，正反响下的根本特点。2、了解滞回比较器、方波、三角波和正弦波信号发生器的根本电路及其工原理。 3、对方波、三角波和正弦波信号发生器的实验电路，实际计算它们的振荡周期，频率，输出电压的峰峰值，以便和丈量值相比较。实际计算正弦波振荡器实验电路的振荡频率。 4、对方波、三角波和正弦波信号发生器的实验电路，用Pspise对设计进展仿真，并与实际计算进展比较，如有必要修正电路参数。 5、复习示波器的X-Y显示、丈量方法。六、实验报告及思索题六、实验报告及思索题1. 滞回比较器滞回比较器1列表整理实验数据，画出输入、输出波形列表整理实验数据，画出输入、输出波形和电压传输特性

15、，把实测门限电压与实际值和电压传输特性，把实测门限电压与实际值进展比较，分析误差缘由。进展比较，分析误差缘由。2 方波发生器方波发生器1列出实际计算过程。列出实际计算过程。2整理实验数据，画出方波的波形，并标明整理实验数据，画出方波的波形，并标明时间和电压幅值。把实测频率与实际值进展时间和电压幅值。把实测频率与实际值进展比较，分析误差缘由。比较，分析误差缘由。3 三角波方波发生器三角波方波发生器1列出实际计算过程。列出实际计算过程。2整理实验数据，察看整理实验数据，察看vO、vC的波形，将的波形，将实验丈量实验丈量vO、vC的峰峰值的峰峰值VOPP、VCPP，振荡周期振荡周期T，频率，频率 f ，实际值相比较，分析误，实际值相比较，分析误差缘由。差缘由。 4. 正弦波发生器1列出实际计算过程。2