三角波产生实验报告

实验：三角波－方波发生器设计一、已知条件双运放NE5532一只二、主要技术指标频率范围: 100Hz~1kHz， 1kHz~10kHz输出电压: 方波Vp-p≤24V，三角波Vp-p=6V；波形特性:方波tr＜30us(1kHz，最大输出时)，三角波γ△＜2%三、实验仪器TDS2002C示波器、直流稳压电源、万用表四、电路工作原理电路原理如图：由同相迟滞比较器和积分器组成同相迟滞比较器通常将比较器的输出电压从一个电平跳变到另一个电平时相应的输入电压的大小称为门限电压将翻转条件V+=V–=0代入则由此可得：所以比较器的门限宽度△VT为下图为比较器的电压传输特性：（2）反相积分器a点断开后，运放A2和R4，RP2，C2及R5组成反积分器，积分器的输入信号为方波Vo1，输出电压等于电容两端的电压，即：（3）方波-三角波的工作过程①a点闭合，形成闭环电路，则自动产生方波-三角波。②输出Vo1为高电平（+VCC)，比较器门限电压为VT-。这时积分器开始反向积分，三角波Vo2线性下降。如图所示：③当Vo2下降到VT-时，比较器翻转，输出Vo1由高电平跳到低电平,门限电压为VT+。这时积分器又开始正向积分，Vo2线性增加④如此反复，就可自动产生方波-三角波。tvO1（4）方波tvO1如图：方波幅度：略小于+VCC和-VEE三角波正、负幅度：即比较器门限电压则可得：方波-三角波频率：可知：结论：①方波的幅度由+VCC和–VEE决定；②三角波幅度可由RP1进行调节，但会影响频率；③调节RP2，可调节频率，且不会影响三角波幅度，可用RP2实现频率微调，用C2改变频率范围。五、电路的设计与调试（1）参数设计取电源电压+Vcc=12V,-VEE=-12V。选用运放NE5532。元件参数计算如下：由得：取R2=10kΩ，R3=20kΩ，RP1=100kΩ则平衡电阻：由输出频率得：当时，取C2=0.1uF，R4=5.1kΩ.RP2=100kΩ当时，取C2=0.01uF以实现频率波段的转换，R4及RP2的取值不变，取平衡电阻R5=10kΩ。则带参数的电路如下图：-12V-12V+12V+12V0.1uF\0.01uF100kΩ100kΩ10kΩ5.-12V-12V+12V+12V0.1uF\0.01uF100kΩ100kΩ10kΩ5.1kΩ20kΩ10kΩ10kΩ（2）电路调试1.由于比较器A1与积分器A2组成正反馈闭环电路，同时输出方波与三角波，故这两个单元电路需同时安装。2.注意:在安装电位器RP1与RP2之前，先将其调整到设计值，否则电路可能会不起振。3.如果电路接线正确，则在接通电源后，A1的输出Vo1为方波，A2的输出Vo2为三角波。4.在频率较低时，微调RP1，使三角波输出幅度满足设计指标要求。5.再调节RP2，则输出频率连续可变。六、主要技术指标的测量R2=10kΩ，R3=20kΩ，R1=R5=10kΩ，R4=5.1kΩ数据记录表格：LINKExcel.Sheet.12E:\\作业\\SNAJIAOBO.xlsxSheet1!R1C1:R7C6\a\f4\hf\HzVo1\VVo2\Vtr\usRP1\kΩRP2\kΩ100.124.06.088.13686.919.5527.923.85.923.48111.819.51.069k23.85.924.4233.719.5991.724.06.003.31920.265.34.585k24.06.002.83621.610.310.28k24.06.002.83323.61.7方波-三角波电压波形：f=100.1Hzf=10.28kHz七、误差分析由：当f=100.1Hz时，f理=108.6Hz，相对误差r=|108.6-100.1|\108.6=7.8%当f=472.2Hz时，f理=526.4Hz，相对误差r=|526.4-472.2|\526.4=10.3%当f=1.069kHz时，f理=1.135kHz，相对误差r=|1.135-1.069|\1.135=7.6%当f=991.7Hz时，f理=1.094kHz，相对误差r=|1094-991.7|\1094=9.3%当f=6.179kHz时，f理=6.753kHz，相对误差r=|6.753-6.585|\6.753=8.5%当f=10.28kHz时，f理=11.05kHz，相对误差r=|11.05-10.28|\11.05=7.0%误差原因：电位器精度低，调节时误差较大；万用表的测量误差；电容、电阻的标称值误差。八、实验总结1.通过本实验掌握了方波-三角波发生器的装调。2.在安装电位器RP1与RP2之前，先将其调整到设计值，使电路起振，如此避免许多麻烦。3.组装电路前须对所有电阻逐一测量，作好记录，若实验中有微调，调试好后应及时记录电阻值。4.集成运算放大器的各个管脚不要接错，尤其是正、负电源不能接反，否则极易损坏芯片。5.调试时，频率的可调范围要覆盖性能指标要求。6.所有准备工作就绪后，再调试，事半功倍。7.学会手调示波器，使波形尽量美观，不要过分依赖autoset。附录：课程总结通过《电子线路设计·实验·测试》这门课，我的动手能力得到了显著的提高，从对实验仪器及调试的一窍不通到现在能掌握其基本用法；自主学习能力也有所锻炼，能在课下花时间琢磨，插空调试，对各种突发状况的应对也不再惊慌失措，能冷静地找原因。总而言之，用一个不容争议的事实来体现这门课程的收获。第一个实验我用了四次课来完成验收，第三个实验只用了一次课来完成验收。当然，实验的难度差别不大。课程建议：插空，如其他课堂，老师会提前关门，晚上时间，实验室门会不开，希望能让实验室的开放时间更长些。课程安排与电路实验同步或滞后，缺少对实验仪器的了解基础