波形发生电路 实验报告

实验报告

课程名称：电路与模拟电子技术实验 指导老师： 张冶沁 成绩： 实验名称：波形发生器电路分析与设计 实验类型： 电路实验 同组学生姓名： A.RC 桥式正弦振荡电路设计 1.正弦波振荡电路的起振条件。

2.正弦波振荡电路稳幅环节的作用以及稳幅环节参数变化对输出 波形的影响。

3.选频电路参数变化对输出波形频率的影响。

4.学习正弦振荡电路的仿真分析与调试方法。

B.用集成运放构成的方波、三角波发生电路设计 1.掌握方波和三角波发生电路的设计方法。 2.主要性能指标的测试。

3.学习方波和三角波的仿真与调试方法。 示波器、万用表 模电实验箱

1． RC 桥式正弦波振荡电路，起振时应满足的条件是： 闭环放大倍数大于3，即R f >2R 1，引入正反馈 RC 桥式正弦波振荡电路，稳定振荡时应

满足的条件是： 电路中有非线性元件起自动稳幅的作用

3．RC 桥式正弦波振荡电路的振荡频率:

=0f 1/(2πRC)

4．RC 桥式正弦波振荡电路里C 的大小：

=C 0.01uF

5．RC 桥式正弦波振荡电路R1的大小： R1= 15k Ω 6．RC 桥式正弦波振荡电路R2的大小： R2= 21.5k Ω 7．RC 桥式正弦波振荡电路是通过哪几个元器件来实现稳幅作用的？ 答：配对选用硅二极管 ，使两只二极管的特性相同，上下对称，根据振荡幅度的变化，采用非线性元件来自动改变放大电路中负反馈的强弱，以实现稳幅目的

8．波形发生器电路里A1的输出会不会随电源电压的变化而变化？ 答：A1输出不会改变，电源电压的变化通过选频网络调节，不影响放大和稳幅环节 专业： 姓名：

学号： 日期：

地点：

8．波形发生器电路里01v 的输出主要由谁决定，当电源电压发生变化时，它会发生变化吗？

答：由两只二极管决定，电源电压变化时，V o1不会变化 9．波形发生器电路里，R 和C 的参数大

小会不会影响0v 的输出波形？ 答：会影响，而且v o 的频率和幅值都由RC 决定，因为R 和C 的回路构成选频网络

四、实验步骤：

A ．RC 桥式正弦波振荡电路：

原理图：

1．

PSpice 仿真波形：

示波器测量的波形：

T=616us ，=pp v 1.88V ，=RMS v 667mV

根据实际波形，比较实际数据和理论数据之间的差异：

理论周期为650us ，略大于试验数据，但非常接近，由于实际电阻和二极管的线性或非线性特性与理想状态有所不同，在误差允许范围内认为符合要求

v从无到有，从正弦波直2．改变R2的参数（减小或增大R2），使输出

至削顶，分析出现这三种情况的原因和条件。

答：原因是电路要维持稳定的振幅需要一定的起振条件，理论计算得R2临界值约22kΩ，小于这个值无法稳幅，大于这个值幅值会不断增大，超出运放的最大输出电压后就会出现失真

实测当运放输出幅值接近13.5V时开始失真，最少要有1.54V输出幅值才能稳定

3．实验中若二极管D1和D2开路，输出波形有何变化？

答：D1和D2起到稳幅作用，缺一不可。

D1或D2其中之一开路，Vo变为RMS 3.14V，Vo1变为RMS1.05V

D1和D2同时开路，输出波形失真，Vo变为28.4V峰峰值，Vo1变为10.4V 峰峰值

4．实验中若R3开路，则输出波形有何变化？

答：输出波形发生畸变，Vo变为6.8V峰峰值，Vo1变为2.4V峰峰值，表

明R f减小，负反馈减弱了

B．方波和三角波发生电路设计：

原理图：

1．PSpice仿真波形：

示波器测量的波形：

三角波 T=1.138ms ，=pp v 14V ，=RMS v 6.46V 方波 T=1.138ms ，=pp v 24.8V ，=RMS v 7.79V

根据实际波形，比较实际数据和理论数据之间的差异： 答：实验中找不到3.3k Ω的电阻，不便与理论或仿真比较

2．分析实验中所遇到的现象。

增大R 0，方波发生畸变，三角波线性不好

实验内并未强调稳幅原理，我认为有必要了解。为达到稳幅的目的, 通常采用两只反向并接的二极管和电阻R1并联,它们在输出电压的正负半周内分别导通。在起振之初,由于输出电压幅度很小,不足以使二极管反向击穿。 利用二极管的非线性特性,使振荡电路能根据振荡幅度的变化,自动地改变基本放大器的负反馈的强弱,实现稳幅目的振荡过程中,两只二极管交替导通和截止,若外界因素使振幅增大, 二极管的正向导通电阻RD 减小,使RF 变小, 负反馈系数自动变大,反馈作用加强,从而稳定振幅。

六、实验心得体会：

通过本次实验我理解了信号发生电路的原理，以及振荡电路中电容、电阻的参数选择方式，而且振荡电路的起振有一个过程，在仿真的时候若设置不当就会错失波形，需要额外注意。