3.7波形发生器

3.7波形发生器

一、实验目的

1.掌握波形发生器的基本设计方法。

2.掌握波形发生器的调试和测量方法。

二、实验原理

1.矩形波与方波发生器

(1)方波发生器。如图3-7-1所示，其电路山迟滞比较器和积分电路构成。

图中运放A和R1、R2，组成反相迟滞比较电路。通过正反馈网络R1、R2，从输出电压取得基

准电压VR。R,C组成积分电路，产生比较电压Vc(t)。双向稳压管Dz(由两只6V2构成)和限流

电阻R3，组成双向限幅器，控制输出幅度为+-V,Vz=(6.2+0.7) V=6.9V，其振荡周期T为

（3-7-1）

(2)矩形波发生器。对图3-7-1(a)所示的电路作适当改动，使电容的充放电时间常数不

等，便可改变输出波形的占空比，振荡电路便成为矩形波发生电路。如图3-7 -2所示。其振荡周期

（3-7-2）

占空比

2.三角波发生器

电路如图3-7-3(a)所示，它山运放A1、A2,电阻R1、R2组成的同相迟滞比较器，运放A2

以及R,C构成的反相有源积分电路组成。其输出信号周期为

（3-7-4）

如果改变R4下端的参考电位，则输出的三角波直流电平将随之变化，此电路前一级输出波

形为方波，故本电路又称为方波一三角波发生电路。

3.锯齿波发生器

对三角波发生器电路作适当修改，使积分电路具有不同的充放电时间常数，便可构成锯齿波

发生器。如图3-7-4(a)所示，振荡周期

（3-7-5）

V o1矩形波输出的占空比

（3-7-6）

图中VR为参考电压端，当改变VR时输出的锯齿波将沿Y轴上下移动。图3 -7-4(b)是VRt =0V

时的输出波形。

4.设计举例

对波形发生器电路的设计，通常主要考虑两点:一是选择什么样的输出波形电路，其次就是确定该电路的振荡频率。对10 kHz以下的振荡电路，通常对器件(即运放性能)要求不高，选择余地大。当要求的工作频率较高时，就应考虑器件的性能，一般通过查找有关器件手册获取。

在确定振荡频率时，应先选择积分电容大小，一般在0. 0l uF一0.33 uF之间，然后再确定相

应电阻的大小。电阻一般在几kΩ一100 kΩ之间选择。图示电路各元件值已标出，供设计时

参考。

三、预习要求

1.掌握实验原理，按技术要求设计电路。

2.设计振荡频率为500 Hz的方波发生器和矩形波发生器，输出幅度控制在士6V左右，矩

形波占空比要求在20%-30%之间，运放供电为士12 V。

3.设计振荡频率为1 kHz的三角波发生器或者锯齿波发生器，参照前述设计方法。锯齿波

发生器要求第一级输出矩形波的占空比控制在20%，电源为士12 V。

四、实验内容

1.基木要求

按所设计的两个电路，搭接波形发生器，进行参数测量和电路调整，频率和占空在10%以内。

2.提高要求

频率和占空比误差控制在5%以内。

五、实验报告要求

1.给出设计电路。

2.画出调试好电路的波形图，并标明相应幅度和周期。

3.写出调试步骤及结果。

4.分析误差及其原因。

六、思考题

1.波形产生电路有没有输入端?

2.要改变三角波或锯齿波输出的直流电平，该对电路作如何修改?

七、实验仪器及主要器件

1.仪器

双踪示波器1台

直流稳压电源1台

万用表1只

2.元器件

运放uA741 2只

稳压二极管6v2 2只

开关二极管1N4148 2只

10 kΩ电位器1只

电阻、电容若干