微课课件--信号发生器电路的测量

1、宁波职业技术学院模拟电子技术与实践信号产生与变换电路的调试与测量宁波职业技术学院3 信号信号产生与变换电路原理图产生与变换电路原理图正弦波产生正弦波产生电路电路信号变换电路信号变换电路4 信号产生与变换电路的调试与测量信号产生与变换电路的调试与测量信号产生与变换电路实物图信号产生与变换电路实物图正弦波输出正弦波输出接直流电源+12VGNDGND正弦波频正弦波频率调节率调节正弦波电正弦波电压调节压调节正弦波输出正弦波输出可调可调正弦波输出可调-20dB三角波输出三角波输出正弦波输出可调-40dBGND方波输出方波输出5 信号产生与变换电路的调试与测量 经检查焊接正确无误后，进一步仔细观察所安装的

2、电路板，用万用表200K档检测电源回路电阻，即电源正负两端电阻。如电阻太小，则说明有短路现象，一般大于100K视为正常。 找到电路板上对应的直流电源连接点，正弦波形、方波、三角波输出连接点，找到正弦信号频率调节、电压幅度调节的电位器等等元器件的位置。以便进入实验室进行测试分析。6 步骤1：正弦波输出波形的观察、调试和测量 图图2 正弦波形的观察、测试和测量正弦波形的观察、测试和测量正弦波输出正弦波输出接直流电源+12VGNDGND正弦波频正弦波频率调节率调节7 RC串并联电路，也是正反馈选频网络。该电路作用是把输出电压反馈到同相输入端。负反馈网络与集成运放一起构成同相比例运算电路。该电路作用是

3、电压放大。 RC桥式振荡电路步骤步骤1：正弦波输出波形的观察、调试和测量：正弦波输出波形的观察、调试和测量8 步骤步骤1：正弦波输出波形的观察、调试和测量：正弦波输出波形的观察、调试和测量 (1)选择双路直流稳压电源，把电源电压调节到正12V，联到电路板的电源连接处。先接GND,再接正12V。 打开双踪示波器电源开关，检测示波器，把示波器的探头联接到电路板的正弦波信号输出端PK3。 观察是否有信号输出？如无信号输出则调节RP1 2K的电位器，使其增大。9 1|FA 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，即要求这称为起振条件起振条件。起振条件：起振条件：结果：产生增幅振荡结

4、果：产生增幅振荡1|FA（略大于）略大于）起振过程起振过程步骤步骤1：正弦波输出波形的观察、调试和测量：正弦波输出波形的观察、调试和测量10 9181RRRuuApiouf步骤步骤1：正弦波输出波形的观察、调试和测量：正弦波输出波形的观察、调试和测量电压电压放大倍数放大倍数11 35. 31 . 521011918RRRuuApiouf96. 21 . 51011918RRRuuApiouf当可变电阻当可变电阻RP1阻值最大时阻值最大时 当可变电阻当可变电阻RP1阻值最小时阻值最小时 可见，其电压放大倍数变化范围为：可见，其电压放大倍数变化范围为：2.963.35，因为因为Fmax=1/3,所

5、以所以Amin=3,，才能满足，才能满足 起振条件起振条件 步骤步骤1：正弦波输出波形的观察、调试和测量：正弦波输出波形的观察、调试和测量1|FA12 此时此时出现正弦波，继续调至使得正弦波信号出现正弦波，继续调至使得正弦波信号为最大不失真，并测出最大不失真电压为最大不失真，并测出最大不失真电压 Uom=1.9格格*1V/格格=1.9V。步骤步骤1：正弦波输出波形的观察、调试和测量：正弦波输出波形的观察、调试和测量13 步骤1：正弦波输出波形的观察、调试和测量 正弦波形的观察、测试和测量正弦波形的观察、测试和测量正弦波输出正弦波输出接直流电源+12VGNDGND正弦波频正弦波频率调节率调节14

6、 步骤1：正弦波输出波形的观察、调试和测量 (2) 调正弦波频率调节电位器W1，观察文氏电桥振荡频率的变化，顺时针调时频率增大，逆时针时频率减小。 用示波器或频率计测量正弦波振荡器输出端PK3的振荡频率。记录于表1文氏电桥振荡频率及幅度的测试中。如果没有振荡信号，请检查R6、R7和RP1阻值的大小是否合适，排除故障后，重新测试参数。15 步骤1：正弦波输出波形的观察、调试和测量 顺时针调节电位器， Tmin=3格*0.2ms/格=0.6ms 逆时针调节电位器， Tmax=3格格*2ms/格格=6ms fmin=160Hz fmax=1667Hz16 步骤1：正弦波输出波形的观察、调试和测量表表

7、1 文氏电桥振荡频率及幅度的测试文氏电桥振荡频率及幅度的测试振荡周期范围T / ms振荡频率范围f / kHz最大不失真电压Uom / V振荡周期范围T / ms0.6-6振荡频率范围f / kHz0.1601.667最大不失真电压Uom / V1.9V17 步骤1：正弦波输出波形的观察、调试和测量（3）根据实际电路元器件RC值的大小，首先采用测量的方法测出最大振荡频率和最小振荡频率，然后采用计算的方法计算出振荡频率的理论值，分析两者数据的差别，讨论产生误差的原因及减少误差的方法。结果记录于表2中。18 HzRCf1561101020101 . 5212112330HzRCf8 .152101

8、02010)471 . 5(212112330 由相同的RC组成的串并联电路具有选频特性，根据前面的分析，当RC串并联电路中电阻最小时，振荡频率为 当RC串并联电路中电阻最大时，振荡频率为 由此可见，RC串并联电路的振荡频率范围：1521561Hz步骤1：正弦波输出波形的观察、调试和测量19 步骤1：正弦波输出波形的观察、调试和测量表表2文氏电桥振荡频率测试的误差分析文氏电桥振荡频率测试的误差分析次序R1R2C1C2计算值f测试值f 误差情况分析12次序R1R2C1C2计算值f测试值f 误差情况分析1R1R2=R最大=47K+5.1K20000pF152Hz160Hz元件本身误差、测量误差2R

9、1R2=R最小=5.1K20000pF1561Hz1667Hz元件本身误差、测量误差20 图图3 正弦正弦波形的观察、测试和测量波形的观察、测试和测量接直流电源+12VGND正弦波频正弦波频率调节率调节三角波输出三角波输出GND方波输出方波输出步骤2：方波输出波形的观察、调试和测量21 信号信号产生与变换电路原理图产生与变换电路原理图信号变换电路信号变换电路22 +uoui本电路中的方波信号其实是利用电压比较本电路中的方波信号其实是利用电压比较器，将产生的正弦波信号转换为方波的器，将产生的正弦波信号转换为方波的步骤2：方波输出波形的观察、调试和测量tuiuot+Uom-Uom23 步骤2：方波

10、输出波形的观察、调试和测量用双踪示波器的CH1连接到方波输出端PK5，调试出稳定的方波信号波形，测试出方波信号的频率变化范围及电压幅度；把测试的结果记录于表4方波信号频率及幅度的测试中。表表4 方波信号方波信号频率及幅度的测试频率及幅度的测试 方波周期范围T / ms 方波频率范围f / kHz方波电压幅值Uom / V 方波周期范围T / ms 0.66.6方波频率范围f / kHz0.1601.667方波电压幅值Uom / V 5V24 步骤2：方波输出波形的观察、调试和测量 结论结论1：电压比较器可以组成方波信号变换电路。电路接通电源后，利用过零比较器的特性，将正弦波信号转换为方波信号。

11、 结论结论2：利用电压比较器获得的方波变换信号，与正弦波信号同步，且频率相同。25 步骤3：三角波输出波形的观察、调试和测量三角波发生器的输出端参数的测试。用双踪示波器的CH2连接到三角波输出端PK6，调试出稳定的三角波信号波形，测试出三角波的频率变化范围及电压幅度，把测试的结果记录于表5三角波发生器频率及幅度的测试中三角波周期范围T / ms 0.66.6三角波频率范围f / kHz0.1601.667三角波电压幅值Uom / V随着频率的变化而变化表表5 三角波信号三角波信号频率及幅度的测试频率及幅度的测试 26 三角波产生电路的分析三角波产生电路的分析 图a 波形变换电路 图b 输入、输

12、出波形100k步骤3：三角波输出波形的观察、调试和测量这是一个积分电路，其电路的功能起波形变换作用。根据分析可知输出电压uO为正比于输入电压uI对时间t的积分：dtuCRuIO371100K27 时，输出电压的变化近似与时间成正比。输入电压在正负电压跳变时，RC电路不断充放电，使输出为三角波形电压。 结论结论2：输出信号的周期和频率由输入信号的频率所决定。故输出三角波电压的周期与输入方波电压的周期相同。 结论结论1：当输入方波信号频率小于时间常数步骤3：三角波输出波形的观察、调试和测量28 结论结论3：在一定的时间常数 的条件下，适当减小或者增大方波周期，可以使输出电压幅度变化。适当减小方波周

13、期，可以使输出电压幅度减小，适当增大方波周期，可以使输出电压幅度增大。步骤3：三角波输出波形的观察、调试和测量29 图图4 正弦波形的观察、测试和测量正弦波形的观察、测试和测量接直流电源+12VGNDGND正弦波频正弦波频率调节率调节正弦波电正弦波电压调节压调节正弦波输出正弦波输出可调可调正弦波输出可调-20dB正弦波输出可调-40dB步骤4：正弦波输出电压范围的调试和测量30 步骤4：正弦波输出电压范围的调试和测量用示波器分别连接用示波器分别连接PK7、PK8、PK9，如图，如图4所示，调节正弦波所示，调节正弦波输出电压调节电位器，测试出正弦波信号的电压变化范围，把输出电压调节电位器，测试出

14、正弦波信号的电压变化范围，把测试结果记录于测试结果记录于表表6中中。PK7输出范围U / VPK8输出范围U / VPK9输出范围U / V表表6 正弦波输出电压范围的调节与测试正弦波输出电压范围的调节与测试 PK7输出范围U / V0.25-2.5PK8输出范围U / V0.025-0.25PK9输出范围U / V0.0025-0.02531 次序 反馈电阻Rp1振荡波形失真说明1变大2变小3断开稳压管支路时步骤5：负反馈对振荡波形的影响负反馈负反馈对振荡波形的影响对振荡波形的影响改变负反馈电阻RP1阻值的大小，观察振荡信号的频率是否发生变化，同时观察振荡信号的失真情况。记录于表中。次序 反

15、馈电阻Rp1振荡波形失真说明1变大 幅值增大 出现失真 放大倍数过大2变小 幅值减少 不起振 不满足起振条件3断开稳压管支路时 出现失真 无稳幅电路32 结论：这是一个信号衰减电路，可以设置结论：这是一个信号衰减电路，可以设置10dB 、20dB、30dB的信号幅度衰减。的信号幅度衰减。步骤4：正弦波输出电压范围的调试和测量33 步骤5：分析测试结果是否与理论值结果一致 根据根据实际电路的输出波形、振荡频率、电压幅度等参数实际电路的输出波形、振荡频率、电压幅度等参数的测量，比较理论分析、仿真验证等结果，分析电路的工的测量，比较理论分析、仿真验证等结果，分析电路的工作是否正常，产生的误差有多大？产生误差的主要原因是作是否正常，产生的误差有多大？产生误差的主要原因是什么？什么？ 34 步骤6：撰写实践项目报告 现在现在需要把这个学习项目的整个学习过程回顾需要把这个学习项目的整个学习过程回顾一下，从学习项目的各个环节，进行归纳，以实践报一下，