实验十一 波形发生器

实验十一波形发生器
一、实验目的
1、本实验是验证性实验。

通过本实验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
由集成运放构成的正弦波、方波和三角波发生器有多种形式，本实验选用最常用的，线路比较简单的几种电路加以分析。

RC 桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）
图11－1 为RC 桥式正弦波振荡器。

其中RC 串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，R1、R2、RW 及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。

调节电位器RW，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D1、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。

D1、D2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。

R3 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
f=1/2πRC
起振的幅值条件
Rf/R1>=2
式中Rf＝RW＋R2＋（R3 // rD），rD —二极管正向导通电阻。

调整反馈电阻Rf（调RW），使电路起振，且波形失真最小。

如不能起振，则说明负反馈太强，应适当加大Rf。

如波形失真严重，则应适当减小Rf。

改变选频网络的参数 C 或R，即可调节振荡频率。

一般采用改变电容 C 作频率量程切换，而调节R 作量程内的频率细调。

图11-2RC 桥式正弦波振荡器仿真图
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μA741×2
6、二极管IN4148×2
7、稳压管2CW231×1 电阻器、电容器若干。

四、实验内容
1、RC 桥式正弦波振荡器
按图11－1 连接实验电路。

1)接通±12V 电源，调节电位器RW，使输出波形从无到有，
从正弦波到出现失真。

描绘uO的波形，记下临界起振、正弦波输出及失真情况下的RW值，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。

2)
3)调节电位器RW，使输出电压uO幅值最大且不失真，用交
流毫伏表分别测量输出电压UO、反馈电压U+和U-，分析研究振荡的幅值条件。

图11-3Uo波形图
图11-4U反馈-波形图
图11-5U反馈+波形图
3) 用示波器或频率计测量振荡频率fO，然后在选频网络的两个电阻R 上并联同一阻值电阻，观察记录振荡频率的变化情况，并与理论值进行比较。

图11-6 fo测量值
图11-7 fo测量值（并联后）
4) 断开二极管D1、D2，重复2)的内容，将测试结果与2)进行比较，分析D1、D2的稳幅作用
图11-3Uo波形图
图11-4U反馈-波形图
图11-5U反馈+波形图
五、实验总结
正弦波发生器
1)列表整理实验数据，画出波形，把实测频率与理论值进行比
较
2）根据实验分析RC 振荡器的振幅条件。

答：当Rf>2R1时
3)讨论二极管D1、D2的稳幅作用。

答
六、实物图。