模拟电子技术实验-波形发生电路

实验： 波形发生电路

一、 实验目的

1.掌握RC 桥式正弦波振荡电路的原理与设计方法；

2.加深理解矩形波和方波-三角波发生电路的工作原理与设计方法；

3.了解运放转换速率对振荡波形跳变沿的影响。 二、实验仪器名称及型号

KeySight E36313A 型直流稳压电源，KeySight DSOX3014T 型示波器/信号源一体机。 模块化实验装置。

本实验将使用三种集成运放：µA741、LM324和TL084，它们的引脚如图1所示，LM324和TL084的引脚排列完全相同。

87654

3

2

1

µA741+Vcc -Vcc

OUT OA2

NC 141312114

3

2

1

LM324(TL084)

10987

6

5

V-4OUT 4IN-4IN+

3OUT

3IN-3IN+

图1 741A 、LM324和TL084的引脚图

三、实验内容

1.RC 桥式正弦波振荡电路（SPOC 实验）

（1）设计RC 桥式正弦波振荡电路，要求振荡频率为1.6kHz ，输出波形稳定并且无失真。其中集成运放可采用µA741、LM324或TL084，简要写出设计过程，绘制或截取电路原理图。 电阻R1.R2与电容C1、C2构成串并联选频网络，电阻R3、R4、RP 构成负反馈网络，VD1和VD2用于限幅作用稳定波形，当R1=R2=R,C1=C2=C 时，串并联选频网络的相频特性和幅频特性分别为

，

相频特性为

，

，

根据，题目要求f=1.6kHz,取参数R1=R2=10kΩ，C1=C2=0.01μF,R3=R4=5.1kΩ，R p=10kΩ。

（2）学习SPOC实验操作视频，将示波器的两个通道分别接在u o端和u f端，缓慢调节电位器R W，使电路产生正弦振荡，在确保两个通道的正弦波不失真的前提下将输出幅度调得尽量大些，记录输出u o的峰-峰值U opp和输入u f的峰-峰值U fpp。U opp= 18.1V ；U opp= 6.1V ；

（3）正反馈系数F u的测定。计算出F u = U f / U o = U fpp / U opp。F u = U f / U o = U fpp / U opp= 2.96 ；（4）李萨如图形法测量振荡频率f o：将u o送入示波器的一个通道，再从函数信号发生器引出正弦信号送入示波器的另一个通道（输出幅度与u o相同或接近）。按示波器的“水平(Horiz)”键，将“时基模式”改为“XY”方式。调整函数信号发生器输出频率，使之接近输出信号u o的频率，仔细调整，使屏幕上显示一个基本稳定的椭圆。此时信号发生器指示的频率即为振荡器的输出频率。截取SPOC视频中示波器的显示结果如下。

SPOC视频中用李萨如图形法测量的振荡频率为：f o = 1314 kHz

2. 矩形波发生器电路（SPOC实验）

学习SPOC实验教学视频，设计矩形波发生器电路，使之输出一个周期约为1.4ms的方波，简要写出设计过程，绘制或截图电路原理图。

矩形波的周期为

，

题目要求T=1.4ms，设R1=20kΩ，R2=10kΩ，Rf=10kΩ，C=0.1μF即可。

3. 方波、三角波发生器电路（远程实验）

20k

+

+

_

u o

R

R

160k

0.1µF

R

C

100k

+

_

2k

R3

+

+

_

2

1

R5 5.1k

u o1

∞

∞

4

D1

D2

运放1

运放2

方波、三角波发生电路

直流稳压电源的调节：

主界面左上方为直流稳压电源，要求其输出±12V电压。

点击直流稳压电源进入调节界面，远程操作方法与在现场的方法一致。点击电源开关打开电源，观察屏幕显示。分别点击电源右上角的2或3通道选择按钮，在数字区输出12后再按Enter 按键，设置2和3两个通道的电压分别为12V。将2和3通道串联即可实现+12V、0V和-12V三个电压值。点击通道上方的“on”按键输出电压。点击界面右下角的模块返回至主界面，使用导线连线，将从直流稳压电源引出的+12V、0V和-12V连接至电源模块。

如果电源设置错误，主界面会有提示。拨动电源模块开关，若电源设置正确，该模块指示灯点亮。

连接电路图：

拖动主界面旁边的电路模块和导线，在操作台上进行连线。按所给电路图搭接好电路。点击电阻R1、电阻R2和电容C可改变其数值。其中运算放大器模块中，使用1 – 3引脚作为第一个运放，12 - 14引脚作为第二个运放。

注意：在远程实验中，如改变元件数值应先断开元件两端的连线，数值改变后再将元件接入至电路中。

14引脚运放插座(本实验使用1 - 4和11 - 14引脚)

参考以下步骤接线：

芯片接入+12V电源。

芯片接入-12V电源。

运放1反向输入端2引脚接地。

运放1同向输入端3引脚接R1。

运放1同向输入端3引脚接R2。

运放1输出端1引脚接R3。

运放2同向输入端12引脚接R5。

R5电阻另一端接地。

运放2反向输入端13引脚接电容C。

电容C另一端接运放2输出端14引脚。

运放2输出端14引脚接R1

将示波器通道2的红夹端接到运放2输出端U o

两只稳压管负极相对接在一起。

两只稳压管的另一端接地。

两只稳压管接R2。

两只稳压管接R3。

两只稳压管接R4。

U o1节点接示波器通道1的红夹端。

运放2反向输入端13引脚接R4电阻。

远程实验时间只有最后20分钟时，主界面右侧会出现“一键连线”功能，操作者可对照检查参考接线和自己的连线是否一致，但“一键连线”的电路图不宜作为连线截图粘贴至报告中。

将电路接线完成后的截图粘贴至此：