波形变换与产生电路.

工作原理：
振荡频率：
1 f f0 2RC
F Vf 1 V0 3
在频率f0 下，正反馈网络的反馈系数 时，才能满足振荡的振幅平衡条件 因此应
R f 2R 1
，只有
A 1
Rf 3 R1
AF 1
为了使电路起振应使AF略大于1，即应Rf 略大于2R1，这可由 调节RP来实现。
O VOL
t
R1 V1 VOM R1 R f
V2 R1 (VOM ) R1 R f
V V1 V2
门限电压及回差电压 图1、具有限幅的滞回比较器
若为了使输出电压的幅度被限制在，可采用双向稳压 管Dz，电路如图1所示，图中R是稳压管的限流电阻
图2、滞回比较器模拟电路图
图3、滞回比较器模输入输出模拟结果 （红线为输入曲线，蓝线为输出曲线）
电路中采用二极管来实现稳幅作用，由于起振时输出电压幅度较小，尚 不足以使二极管导通，此时 R f 2R1 ，而后随着输出幅度增加，正向二极 管导通，其正向电阻逐渐减小，直至 R f 2R 1 时振荡稳定。二极管两端 并联电阻R2用于适当削弱二极管的非线性影响，以改善输出波形。
RC串并联选频网络的选频特性
工作原理：
电源接通时，VO1 VZ ，则线性下降，当下降到 时， V V V V 运放A1输出翻转，变为 ；当 ，则VO2线 R V 性增长，当VO2增长到 时，运放 A1再次输出翻转， R 变为VO1 = VZ。这样反复不已

O1 Z O1 Z
R1 VZ R2
1
Z
2
三角波的峰值：
图11.选频网络
图12、RC正弦波发生器模拟电路图
图13、RC正弦波发生器模拟电路输出结果
思考题
1．反相输入滞回比较器与同相输入滞回比较器的 传输特性曲线有何不同？ 2．试推导方波发生器，三角波发生器振荡周期公 式。 3．正弦波发生器中，集成运放的两个输入端是否 应等电位，运放工作在线性区还是非线性区？
3、方波发生器：
图4
（a)方波发生器电路
(b)波形图
工作原理

电路接通电源瞬时，电路的输出为正向限幅还是负向限幅 纯属偶然，设输出处于正向限幅，即VO=VZ时，则电容C 充电，其上电压VC按指数规律上升，当VC上升到等于 R R R
1
VZ
2

时，运放的输出翻转为负向限幅，VO=-VZ。若输出处 于负向限幅，即VO=-VZ时，则电容C放电，其上电压 R VC按指数规律下降，当VC下降到等于 - R R V 时，运放的 输出又翻转为正向限幅，如此循环不已，形成方波输出电 压，波形图见图4（b）所示。 由分析可知，输出方波的周期为
1 Z 1 2
1
R1 T 2RC ln(1 2 ) R2
图5、方波发生器模拟电路图
图6、方波发生器模拟输出曲线
4．三角波发生器
图7 （a）三角波发生器电路图

( b) 波形图
由一个同相输入滞回比较器和一个积分器构成。滞回比较 器的输出作为积分器的输入，积分器的输出（即三角形发 生器的输出）作为滞回比较器的输入。
波形变换与产生电路
一、实验目的
1．理解由集成运算放大器组成的比较器的工 作原理， 2．加深理解由集成运放组成的各种波形发生 器的工作原理， 3．掌握各种波形发生器的电路构成及特点， 学习自行设计和调测的方法。
二、实验仪器：
设备名称 模拟电路箱 交流信号源 数字示波器 模拟示波器（选用） 交流毫伏表 数字万用表 现有型号 石家庄瑞特RTMD-2 台湾固伟GFG-8219A 普源光电DS5042 GW Gos-630fc GW GVT-427B FLUKE 15B
三、实验原理：
1、集成运算放大器的结构和实验连线方法
8 7 6 5
V－ － ＋ Vo V－
UA741
1 2 3 4
2—反相输入端 • 3—同相输入端 • 6—输出端 • 7—正电源端 • 4—负电源端 • 1、5—接调零电位器
V+
V+
－＋ ＋

Ao
Vo
1 2 3
－
8 7＋ 6 5
7 8 2 ∞ 6
3
741
1
4 5
4
• 8—闲置端（NC）
调零电路图
+VCC
2、 比较器 门限电压不为零的比较器
vI
+ VREF
A -Байду номын сангаасEE
vO
电压传输特性
vI
vO VOH
T 2 3 4
VREF O
VREF vI
t
O VOL
vO VOH
输入为正负对称的正弦波 时，输出波形如图所示。 比较器可以实现波形的变换
VO 2 m
R1 VZ R2
R1 R C R2
三角波的周期：
T4
图8、三角波发生器模拟电路图
图9、三角波发生器电路模拟输出曲线
（红线为二级输出）
5．正弦波信号发生器
图10、正弦波信号发生器

由运放构成的RC桥式振荡电路，它是由选频网络（为RC 串并联网络，它兼作正反馈网络）和同相输入比例放大器 组成。
反馈系数
FV ( s ) Vf ( s ) Z2 sCR Vo ( s ) Z 1 Z 2 1 3 sCR ( sCR) 2 1 且令 0 又 s j RC 1 则 F V 0 3 j( )
0

幅频响应 FV
1
2
0 2 3 ( ) 0 0 ( ) 相频响应 f arctg 0 3