24集成運(yùn)算放大器Ⅲ

單元二十四集成運(yùn)算放大器的

基本應(yīng)用（Ⅲ）

——波形發(fā)生器一、訓(xùn)練目的1．用集成運(yùn)放構(gòu)成正弦波、方波和三角波發(fā)生器。2．學(xué)習(xí)波形發(fā)生器的調(diào)整和主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法。二、原理說(shuō)明由集成運(yùn)放構(gòu)成的正弦波、方波和三角波發(fā)生器有多種形式，本項(xiàng)目選用最常用的，線路比較簡(jiǎn)單的幾種電路加以分析。1．RC橋式正弦波振蕩器（文氏電橋振蕩器）2．方波發(fā)生器由集成運(yùn)放構(gòu)成的方波發(fā)生器和三角波發(fā)生器，一般均包括比較器和RC積分器兩大部分。圖所示為由滯回比較器及簡(jiǎn)單RC積分電路組成的方波—三角波發(fā)生器。它的特點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單，但三角波的線性度較差。主要用于產(chǎn)生方波，或?qū)θ遣ㄒ蟛桓叩膱?chǎng)合。調(diào)節(jié)電位器RW（即改變R2／R1），可以改變振蕩頻率，但三角波的幅值也隨之變化。如要互不影響，則可通過(guò)改變Rf（或Cf）來(lái)實(shí)現(xiàn)振蕩頻率的調(diào)節(jié)。二、原理說(shuō)明3．三角波和方波發(fā)生器如把滯回比較器和積分器首尾相接形成正反饋閉環(huán)系統(tǒng)，如3.9.3所示，則比較器A1輸出的方波經(jīng)積分器A2積分可得到三角波，三角波又觸發(fā)比較器自動(dòng)翻轉(zhuǎn)形成方波，這樣即可構(gòu)成三角波、方波發(fā)生器。圖為方波、三角波發(fā)生器輸出波形圖。由于采用運(yùn)放組成的積分電路，因此可實(shí)現(xiàn)恒流充電，使三角波線性大大改善調(diào)節(jié)RW可以改變振蕩頻率，改變比值

可調(diào)節(jié)三角波的幅值。二、原理說(shuō)明三、訓(xùn)練內(nèi)容1．RC橋式正弦波振蕩器按圖連接電路。1）接通±12V電源，調(diào)節(jié)電位器RW，使輸出波形從無(wú)到有，從正弦波到出現(xiàn)失真。描繪uO的波形，記下臨界起振、正弦波輸出及失真情況下的RW值，分析負(fù)反饋強(qiáng)弱對(duì)起振條件及輸出波形的影響。2）調(diào)節(jié)電位器RW，使輸出電壓uO幅值最大且不失真，用交流毫伏表分別測(cè)量輸出電壓UO、反饋電壓U+和U-，分析研究振蕩的幅值條件。3）用示波器或頻率計(jì)測(cè)量振蕩頻率fO，然后在選頻網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)電阻R上并聯(lián)同一阻值電阻，觀察記錄振蕩頻率的變化情況，并與理論值進(jìn)行比較。4）斷開(kāi)二極管D1、D2，重復(fù)2）的內(nèi)容，將測(cè)試結(jié)果與2）進(jìn)行比較，分析D1、D2的穩(wěn)幅作用。2．方波發(fā)生器按圖連接測(cè)量電路。1）將電位器RW調(diào)至中心位置，用雙蹤示波器觀察并描繪方波uO及三角波uC的波形（注意對(duì)應(yīng)關(guān)系），測(cè)量其幅值及頻率，記錄之。2）改變RW動(dòng)點(diǎn)的位置，觀察uO、uC幅值及頻率變化情況。把動(dòng)點(diǎn)調(diào)至最上端和最下端，測(cè)出頻率范圍，記錄之。3）將RW恢復(fù)至中心位置，將一只穩(wěn)壓管短接，觀察uO波形，分析DZ的限幅作用。3．三角波和方波發(fā)生器按圖連接電路。1）將電位器RW調(diào)至合適位置，用雙蹤示波器觀察并描繪三角波輸出uO及方波輸出uO′，測(cè)其幅值、頻率及RW值，記錄之。2）改變RW的位置，觀察對(duì)uO、uO′幅值及頻率的影響。3）改變R1(或R2)，觀察對(duì)uO、uO′幅值及頻率的影響。三、訓(xùn)練內(nèi)容四、項(xiàng)目報(bào)告

1．正弦波發(fā)生器1）列表整理測(cè)量數(shù)據(jù)，畫出波形，把實(shí)測(cè)頻率與理論值進(jìn)行比較2）根據(jù)測(cè)量分析RC振蕩器的振幅條件3）討論二極管D1、D2的穩(wěn)幅作用。

2．方波發(fā)生器1）列表整理測(cè)量數(shù)據(jù)，在同一座標(biāo)紙上，按比例畫出方波和三角波的波形圖（標(biāo)出時(shí)間和電壓幅值）。2）分析RW變化時(shí)，對(duì)uO波形的幅值及頻率的影響。3）討論DZ的限幅作用。

3．三角波和方波發(fā)生器1）整理測(cè)量數(shù)據(jù)，把實(shí)測(cè)頻率與理論值進(jìn)行比較。2）在同一坐標(biāo)紙上，按比例畫出三角波及方波的波形，并標(biāo)明時(shí)間和電壓幅值。3）分析電路參數(shù)變化（R1，R2和RW）對(duì)輸出波形頻率及幅值的影響。五、思考與拓展1．復(fù)習(xí)有關(guān)RC正弦波振蕩器、三角波及方波發(fā)生器的工作原理，并估算圖、、電路的振蕩頻率。2．設(shè)計(jì)測(cè)量表格3．為什么在RC正弦波振蕩電路中要引入負(fù)反饋支路？為什么要增加二極管D1和D2？它們是怎樣穩(wěn)幅的？4．電路參數(shù)變化對(duì)圖、產(chǎn)生的方波和三角波頻率及