实验九波形发生器仿验报告
实验九波形发生器仿验报告 南昌大学实验报告 学生姓名： 学 号: 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： xx.12.25 实验成绩： 实验九 波形发生器 一、 实验目的 1、 学习用集成运放构成正弦波、方波和三角波发生器。 2、 学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法。 二、 实验原理 RC 桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）： 图 2-1 RC 桥式正弦波振荡器原理图 RC 串并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频电路，及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器 ，可以改变负 反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管 正向电阻的非线性特性来实现稳幅。 采用硅管（温度稳定性好），且要求特性匹配，才能保证输出波形正负半周对称。的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。 电路的振荡频率 起振的幅值条件 式中 ， 为正向导通电阻。 调整反馈电阻 （调节 ），使电路起振，且波形失真最小。如果不能起振，则说明负反馈太强，应该适当加大 。如果波形失真严重，则应该适当减小 。 方波发生器： 图 2-2 方波发生器原理图 由集成运放构成的方波发生器和三角波发生器，一般均包括比较器和 RC 积分器两大部分。如图所示，滞回比较器及简单 RC 积分电路组成的方波三角波发生器。特点是线路简单，但是三角波的线性度较差。主要用于产生方波，或者对三角波要求不高的场合。 电路振荡频率 式中 方 波 输 出 幅 值 三 角 波 输 出 幅 值 调节电位器 （即改变 ），可以改变振荡频率，但三角波的幅值也会随之变化。如果想要互不影响，则可以通过改变 或者 来实现振荡频率的调节。 三角波和方波发生器： 图 2-3 三角波和方波发生器原理图 如果把滞回比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统，则比较器 输出的方波经积分器 积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发生器。由于采用运放组成的积分电路，因此可实现恒流充电，使三角波线性大大改善。 电路振荡频率 方波幅值 三角波幅值 调节 可以改变振荡频率，改变 比值可以调节三角波的幅值。 三、 实验设备与器件 1、 12V直流电源 2、 双踪示波器 3、 交流毫伏表 4、 频率计 5、 集成运算放大器 UA7412 6、 二极管 1N41482 7、 稳压管 2CW2311，电阻器，电容器若干 四、 实验预习 RC 桥式正弦波振荡器 仿真图： 图 4-1 临界起振 图 4-2 最大不失真 图 4-3 失真 图 4-4 最大不失真 图 4-5 选频网络再并联电阻 R 图 4-7 断开二极管时最大不失真 图 4-7 RC 串并联网络 仿真结果分析 (1) 临界起振时， ，最大不失真时， ，失真时 。从仿真结果可以看出，负反馈减弱到一定值时，才能起振。调节 能够改变 ，也就是说增大 ，从而间接增大 ，减弱负反馈，起振。当 增大到一定值时，输出波形会失真。 (2) 最 大 不 失 真 情 况 下 ， 测 得, 符合幅值平衡条件 。 (3) 并联电阻后频率变为原来的两倍。 (4) 断开二极管之后，测量得出幅值变化范围增大。可知二极管有稳幅作用。 方波发生器 仿真图： 图 4-8 电位器在中点 图 4-9 电位器在最下端 图 4-10 电位器在最上端 图 4-11 短接一只稳压管 仿真结果分析： 能够使输出电压 被稳定在 ，保持恒定。 三角波和方波发生器 波形图： 图 4-12 仿真结果分析： 经过调节电阻，可知： 1、 改变 的位置会影响 ， 。 2、 改变 的位置会影响 ， 。 3、 改变 的位置会影响 ， 。 五、 实验结果与分析 RC 桥式正弦波振荡器 波形图： 图 5-1 临界起振 图 5-2 最大不失真 图 5-3 失真 实测结果分析： 1、由于实验箱上的 10k电位器损坏，所以选用了 100k电位器，因此不能微调，稍微拧一下旋钮，阻值就会发生很大的变化，所以无法很精确地找到临界起振和最大不失真情况。 我测得的临界起振时， ，最大不失真时，失真时 。从实验结果可以看出，负反馈减弱到一定值时，才能起振。调节 能够改变 ，也就是说增大 ，从而间接增大 ，减弱负反馈，起振。当 增大到一定值时，输出波形会失真。 2、最大不失真情况下，测得 ，符合幅值平衡条件 。 3、实验箱上没有足够的 10k电阻进行实验，所以无法操作。 4、断开二极管之后，测量结果与（1）基本没有差别。后经测试，发现选用的二极管均已损坏。 方波发生器 波形图： 图 5-4 电位器在中点 图 5-5 电位器在下端 图 5-6 电位器在上端 图 5-7 短接一只稳压管 实验结果分析： 1、当 调到最上端时，频率最小，调到最下端时，频率最大。实测频率范围 151.0Hz-216.9Hz，与仿真结果出入很大。主要是由于实验板有部分元件已经损坏。 2、稳压管短接后，方波输出电压增大，超出幅值。 三角波和方波发生器 波形图： 图 5-8 实验结果分析： 1、 实验板上的稳压二极管已损坏，导致出的波形很糟糕。后来换了实验箱上的稳压管，波形得到很大的改善。 2、 实验过程中比较匆忙，调节电阻时的波形图没有拍摄。我选择将调 至 1k ， 调 节 过 程 中 ， 可 知 ， 。 模板,内容仅供参考
