運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用

1、 運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.理論準(zhǔn)備3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 4. 5.教師對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢查 注意事項(xiàng) 6.總結(jié)報告要求 運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.進(jìn)一步熟悉和鞏固集成運(yùn)放的使用。 2.熟悉振幅比和相位差的測量 。 3.學(xué)習(xí)負(fù)阻的測量方法。 4.學(xué)習(xí)用示波器測量電路的過渡特性，進(jìn)一步掌握示波器的使用。 5.加深對RLC二階電路的方波響應(yīng)的理解。 運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用二、理

2、論準(zhǔn)備二、理論準(zhǔn)備1.正弦波振蕩器 文氏電橋正弦波振蕩器由RC串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)和同相放大電路組成，見圖8-1。圖8-1R2+UOR1RRC CcUiUF穩(wěn)幅電路 圖中左邊部分為RC選頻網(wǎng)絡(luò)，亦即反饋網(wǎng)絡(luò)， 圖中右邊部分是一個同相放大器，用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成。 振蕩條件是：UO和Ui同相 且UO=3Ui(即R2/R1=2) 穩(wěn)幅電路是利用二極管正向電阻的非線性來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)R3與二極管的正向電阻接近時，對穩(wěn)幅和改善波形失真都有較好的效果，通常選R3為幾千歐。R3圖 8-2運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用2.方波發(fā)生器 能產(chǎn)生方波的電路有多種，本實(shí)驗(yàn)采

3、用圖8-3所示方法。 圖中R1、R2構(gòu)成正反饋，運(yùn)放交替地翻轉(zhuǎn)，電容C交替地充、放電一直循環(huán)下去即可產(chǎn)生周期性的方波。圖8-3運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用3.負(fù)阻抗變換器 圖8-4為集成運(yùn)放構(gòu)成的負(fù)阻抗變換器電路。作用是實(shí)現(xiàn)負(fù)阻抗的變換。當(dāng)在22端口接上電阻RL時，從11端口看進(jìn)去就是負(fù)的阻值。 從另一個角度看，當(dāng)在11端口接上內(nèi)阻為RS和電壓為US的電源時，從22端口看進(jìn)去，等效電路為具有負(fù)內(nèi)阻的含源支路，如圖8-5.圖8-4圖8-5運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用4.二階電路的零狀態(tài)響應(yīng) 圖8-6為RLC串聯(lián)電路，

4、它是一個典型的二階電路。此電路的微分方程為：此方程的解答視參數(shù)不同分為當(dāng)R2L/C 時，響應(yīng)是非振蕩的。當(dāng)R2L/C 時，響應(yīng)為減幅振蕩的。當(dāng)R=0時，響應(yīng)是等幅振蕩的。當(dāng)R0時，響應(yīng)是增幅振蕩的。圖8-6圖8-7運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用 為在示波器上觀察到穩(wěn)定、重復(fù)的波形，我們用周期性方波作為RLC電路的輸入電壓，讓電容周期性地充電和放電，以便得到重復(fù)的周期波形，如圖8-8所示。圖8-8運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.正弦波振蕩器用LM324搭接你所設(shè)計的正弦波振蕩器。將系統(tǒng)閉環(huán)，接好

5、穩(wěn)幅電路，觀察系統(tǒng)是否產(chǎn)生振蕩。若產(chǎn)生振蕩畫下振蕩波形，測出并記下振蕩頻率。去掉穩(wěn)幅電路觀察輸出波形，體會穩(wěn)幅電路作用。運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用2.用伏安法測量圖8-9所示具有負(fù)內(nèi)阻電壓源的輸出特性搭接下圖電路，RL在240 之間取10個點(diǎn)測輸出電壓。將測量結(jié)果列表，算出其開路電壓和內(nèi)阻。圖8-9運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用 3. 方波發(fā)生器 方波發(fā)生器要求幅度、頻率均可調(diào)且要有帶載能 力（思考：如何實(shí)現(xiàn)帶載能力？）。 用LM324搭接你所設(shè)計的滿足上述條件的方波發(fā)生器。 將方波發(fā)生器的輸出調(diào)成 f=400HZ

6、,UP-P=1.5V。運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用4.搭接圖8-10電路，用示波器觀察uc(t)的波形。 逐漸從0到大改變電阻箱的阻值，觀察方波正半周uc波形的變化，畫下等幅、增幅、減幅三個波形，記下相應(yīng)的電阻值。圖8-10運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用四、注意事項(xiàng)四、注意事項(xiàng) 1.正、負(fù)電源的接法 2.運(yùn)放的正、負(fù)電源不要接反。 3.運(yùn)放的輸入、輸出端不要接錯。 4.改、換電路一定要關(guān)電源。運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用運(yùn)放在波形產(chǎn)生和阻抗變換方面的應(yīng)用五、五、教師對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢查教師對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢查 1.正弦波振蕩器的振蕩波形。 2.負(fù)內(nèi)阻電壓源輸出特性最大輸出電壓點(diǎn)。 3.f=400HZ,UP-P=1.5V的方波波形。 4.二階電路等幅、增幅、減幅三個波形。六、總結(jié)報告要求六、總結(jié)報告要求 1.寫出用示波器測量振幅比、相位差的方法。 2.以實(shí)驗(yàn)的親身體會，說明振蕩器穩(wěn)幅電路的作用。