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PAGEPAGE55实验7RC波形发生电路实验目的学习使用运放组成方波发生器、三角波发生器和锯齿波发生器。实验仪器示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表。预习内容复习关于用运放组成的方波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器和正弦波发生器的基础知识。定性绘制本实验所用电路的输出波形，估算输出波形的周期。实验内容方波发生器方波发生器电路如图7.1，其工作原理可试述如下。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图7.1+(1)图7.1+运放输出电流经R3、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。这时由“地”向电容反向充电，VN随时间延续电压下降，当VN=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。在稳态，输出为Vz的时间可用以下方法推导。在起始时刻，电容上的电压为VC（0）=-FVz，电容充电的终了电压为Vz，这里“电容充电的终了电压”指“若输出电压Vo不翻转，电容充电的终了电压”，所以电容上的电压为（2）图7.2其中，R=RP+R4。当电容上的电压达到图7.2FVz时，电路翻转，记电容充电的时间为τ，则输出方波的周期为2τ。所以，输出方波的周期为（3）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。通常，由于运放最大输出电流小于稳压二极管的最大稳压电流Izmax，为使运放能正常工作，必须有限流电阻R3。若电路不起振，可适当减小R3的阻值。观察Vc、Vo的波形，并与理论分析的结果相比较。实验内容分别测量R4+Rp=20kΩ、40kΩ、60kΩ、80kΩ、100k时电路输出波形的幅值和周期，并与理论分析的结果相比较。2）占空比可调的矩形波发生器++RPNRPP图7.3电路如图7.3。与方波发生器相比，给C正向充电和反向充电使用了不同的路径，从而使得高电平持续时间和低电平持续时间不同。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，类同于对方波发生器的分析，忽略二极管的开启电压，容易得到输出高电平持续的时间（4）类似地可以求得输出低电平持续的时间（5）输出的周期为（6）占空比（7）从中可解出输出正弦波的幅值由于二极管在一个周期内，在导通、截止之间不断变化，所以输出的“正弦波”的质量并不好，电路非线性造成的谐波失真较大。有多种实现从到的电路，有的电路可使输出正弦波的谐波失真较小。实验内容调整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。试分析RP与输出波形的幅值和谐波失真的关系。5．思考题图7.1中的R3的阻值应如何选定？图7.1所示电路中，电容C的容值应如何取？在图7.7中，改变Rp时频率是否会随之变化？若电路已输出稳定的正弦波，改变R4这时波形发

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