方波三角波發(fā)生電路的設(shè)計(jì)及仿真

長(zhǎng)春理工大學(xué)國(guó)家級(jí)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告2015——2016學(xué)年第一學(xué)期實(shí)驗(yàn)課程模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)東1-404學(xué) 院 電子信息工程專(zhuān) 業(yè) 電子信息工程學(xué)號(hào)140411408姓 名 徐維鍵

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1 方波三角波發(fā)生電路的設(shè)計(jì)及仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)間！12015年12月10日 實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào) C14I 1預(yù)習(xí)成績(jī)1報(bào)告成績(jī)1一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 學(xué)習(xí)用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的方波和三角波發(fā)生電路的設(shè)計(jì)方法。2、 學(xué)習(xí)方波和三角波發(fā)生電路主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)原理方波和三角波發(fā)生電路型式的選擇由集成運(yùn)放構(gòu)成的方波和三角波發(fā)生器的電路型式較多，但通常它們均由滯回比較器和積分電路組成。按積分電路的不同，又可分為兩種類(lèi)型：一類(lèi)是由普通RC積分電路和滯回比較器所組成，另一類(lèi)由恒流充放電的積分電路和滯回比較器所組成。簡(jiǎn)單的方波和三角波發(fā)生電路如圖3-1所示。其特點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單，但性能較差，尤其是三角波的線性度很差，負(fù)載能力不強(qiáng)。該電路主要用作方波發(fā)生器，當(dāng)對(duì)三角波要求不高時(shí)，也可選用這種電路。更常用的三角波和方波發(fā)生電路是由集成運(yùn)放組成的積分器與滯回比較器組成，如圖3-2所示。由于采用了由集成運(yùn)放組成的積分器，電容C始終處在恒流充、放電狀態(tài)，使三角波和方波的性能大為改善，不僅能得到線性度較理想的三角波，而且也便于調(diào)節(jié)振蕩頻率和幅度。圖3-2方波和三角波發(fā)生電路分析圖3-2圖3-2方波和三角波發(fā)生電路分析圖3-2電路可知，方波和三角波的振蕩頻率相同，其值為:1R —24RCR1。方波的輸出幅度V由穩(wěn)壓管Dz決定，方波經(jīng)積分器積分后得到三角波，因此三角波輸出的幅值(峰值)為：曲三、預(yù)習(xí)內(nèi)容1、 復(fù)習(xí)教材中有關(guān)方波和三角波發(fā)生電路的內(nèi)容；2、 按下列要求設(shè)計(jì)一個(gè)用兩級(jí)集成運(yùn)放構(gòu)成的方波和三角波發(fā)生電路；振蕩頻率范圍：500Hz?1kHz；方波輸出電壓幅度：Vom=±6V；三角波峰值調(diào)節(jié)范圍：Vom1=2?4V；集成運(yùn)放采用RA741。Om四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 仿真分析觀察方波輸出端和三角波輸出端的電壓波形；2、 .測(cè)量方波的幅值Vom、頻率fo及頻率調(diào)節(jié)范圍。3、 測(cè)量三角波的幅值Vom及其調(diào)節(jié)范圍。注意觀察在調(diào)節(jié)過(guò)程中波形的變化，并分析其原因。4.仿真分析運(yùn)放組成I的滯回比較器的電壓傳輸特性。五、 實(shí)驗(yàn)步驟電路中元件的選擇及參數(shù)的確定集成運(yùn)算放大器的選擇由于方波的前后沿時(shí)間與滯回比較器的轉(zhuǎn)換速率有關(guān)，當(dāng)方波頻率較高(幾十千赫以上)或?qū)Ψ讲ㄇ啊⒑笱匾筝^高時(shí)，應(yīng)選擇高速集成運(yùn)算放大器來(lái)組成滯回比較器。穩(wěn)壓管的選擇穩(wěn)壓管的作用是限制和確定方波的幅值，此外方波振幅和寬度的對(duì)稱(chēng)性也與穩(wěn)壓管的對(duì)稱(chēng)性有關(guān)，為了得到穩(wěn)定而且對(duì)稱(chēng)的方波輸出，通常都選用高精度雙向穩(wěn)壓二極管，^口2DW7。R3是穩(wěn)壓管的限流電阻，其值根據(jù)所用穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電流來(lái)確定。分壓電阻R1和R2阻值的確定R1和R2的作用是提供一個(gè)隨輸出方波電壓而變化的基準(zhǔn)電壓，并由此決定三角波的輸出幅度。所以R1和R2的阻值應(yīng)根據(jù)三角波輸出幅度的要求來(lái)確定。已知VZ=6V，若要求三角波的峰值為Vom1=3V，若取R]=10kQ，則R2=20kQ。當(dāng)要求三角波的幅值可以調(diào)節(jié)時(shí)，R】和R2則可以用電位器來(lái)代替。積分元件R和C參數(shù)的確定R和C的值應(yīng)根據(jù)方波和三角波發(fā)生器的振蕩頻率f來(lái)確定。當(dāng)分壓電阻R1和R2的阻值確定后，先選擇電容C的值，然后確定R的阻值。對(duì)于圖3.3所示電路，為了減小積分漂移，應(yīng)盡量將電容C取大些。但是電容量大的電容，漏電也大，因此通常積分電容應(yīng)不超過(guò)1葉。方波和三角波發(fā)生電路的調(diào)試方法方波和三角波發(fā)生電路的調(diào)試，應(yīng)使其輸出電壓幅值和振蕩頻率均能滿足設(shè)計(jì)要求。為此可用示波器測(cè)量方波和三角波的頻率和幅值。調(diào)整電阻R的阻值，可以改變振蕩頻率f；調(diào)整電阻R1和R2的阻值，可以改變?nèi)遣ǖ妮敵龇?。參考的輸入網(wǎng)單文件如下:AdrvieR41 2 500R14810KR28120KR391100DZ1110DMODDZ2010DMOD

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10Y-ICTL漩口TillZ.B-V2.34T2.BSVLB3T2.90VZ.9-V7410Y-ICTL漩口TillZ.B-V2.34T2.BSVLB3T2.90VZ.9-V743、 測(cè)得的信號(hào)頻率與理論值進(jìn)行比較？f的測(cè)量值f'=1/T=1kHz，理論值f'=1kHz,f=f'，所以測(cè)得的信號(hào)頻率與理論值相同。4、 測(cè)出電壓比較器的門(mén)限值？并與理論計(jì)算值比較。測(cè)量的電壓比較器的門(mén)限值為V上=6.0097V，V下=-6.0096V