波形产生电路实验报告.docxVIP

波形产生电路实验报告 一、实验目的 通过实验掌握由集成运放构成的正弦波振荡电路的原理与设讣方法： 通过实验掌握由集成运放构成的方波（矩形波）和三角波（锯齿波）振荡电路的原理与 设计方法。 二、实验容 正弦振荡电路 实验电路图如下图所示，电源电压为±12V。 （1）缓慢调肖电位器饨卩，观察电路输出波形的变化，解释所观察到的现象。 （2）仔细调巧电位器Rw ,使电路输出较好的正弦波形，测出振荡频率和幅度以及相对 应的心卩之值，分析电路的振荡条件。 （3）将两个二极管断开，观察输出波形有什么变化。 多谐振荡电路 （1） 按图2安装实验电路（电源电压为±12V）o观测^1 . ^2波形的幅度、周期（频 率）以及比a的上升时间和下降时间等参数。 （2） 对电路略加修改，使之变成矩形波和锯齿波振荡电路，即比a为矩形波，§2为 锯齿波。要求锯齿波的逆程（电压下降段）时间大约是正程（电压上升段）时间的20% 左右。观测比＞2的波形，记录它们的幅度、周期（频率）等参数。 设讣电路测量滞回比较器的电压传输特性o 预习计算与仿真 1.预习计算 (1)正弦振荡电路 由正反馈的反馈系数为: F = Yl = ^^ = 1 比乙+乙3+/ 5 Q丿 由此可得RC串并联选频网络的幅频特性与相频特性分别为 CD % 血=- arctan 血=- arctan 3 I ? ? 易知当。=%=一时，乞和匕同相，满足自激振荡的相位条件。 RC 若此时A,f 3，则可以满足九尸 1，电路起振，振荡频率为 f,} = 一1一 = 1 = 994.7Hz, 7；=丄=1.005ms。 ° 2ttRC 2^xl6kQxl0nF 0 九 若要满足自激振荡，需要满足在起振前略大于1，而令九=3,即满足条 件的Rw应略大于10kQ. (2)多谐振荡电路 对 电 路 的 滞 回 部 分， 输 出 电 压 R? R1 % =十@ = +6V\UP = UnX ——-—+ Un7 X ——-— Q - Z ~ p °的+町 °2血专珀，当Up = U^ = QV时，可 1/.7 = + — X l/n = +3V 以得到2 … 2.仿真分析 （1）正弦振荡电路 仿真电路图： 仿真得到的测量数拯总结如下（具体见仿真报告）: （1）尺球为o时，无波形产生 （2）调肖他卩恰好起振时 % kn f 频率區 峰值/V 仿真值 10.15 987.17 1.555 （3）调节识用使输出电压幅值最大 莎 f 频率區 峰值/V 仿真值 17.81 987.17 10.388 （2）多谐振荡电路 仿真电路图： 得到的数据整理如下: ^1幅度 周期 ^2上升 Vq2下降 Vq2幅度 匕周期 /V /US 时间/us 时间/us N /US 仿真值 6.535 409.09 208.33 204.55 2.907 420.46 （3）矩形波和锯齿波发生电路 仿真电路图: 仿貞?结果整理如下: V01幅度 51周期 VQ2上升 Vo2下降 VO2幅度 匕周期 /V /ms 时间/ms 时间/ms /V /ms 仿真值 6.539 1.600 1.335 0.265 2.804 1.600 （4）滞回比较器电压传输特性的测量 仿真电路图： 仿真结果整理如下: 仿真 值 ? 2.197 2.197 -6.540 6.540 实验数据记录与处理 正弦振荡电路 （1） 尺炉为o时，无波形产生 （2） 调节R用恰好起振时 莎 f 频率區 峰值/V 理论值 10.0 994.7 — 仿真值 10.15 987.17 1.555 实验值 10.33 1024.1 0.905 相对误差/% 3.3 2.96 ■41.8 此时的波形: （3）调加识球使输出电压幅值最大 莎 f 频率花 峰值/V 理论值 — 994.7 — 仿真值 17.81 987.17 10.388 实验值 18.52 932.63 10.250 相对误差/% 3.99 -6.24 -1.33 此时的波形: （4）将两个二极管断开观察尺⑷从小打大变化时的波形是如何变化的 调巧电阻使得恰好起振时的波形和继续调大电阻后的输出电压波形依次为:  由波形变化可以看岀，当调节电阻使得电路刚好出现振荡时输出电压幅值就己经到达最 大值，并且有一点的失真现象，当继续调大电阻时，输岀电压波形失真更加严重。 多谐振荡电路 输出电压波形为: 实验数据整理如下: 51幅度 /V 51周期 /us Vq2上升 时间/us 匕下降 时间/us ^2幅度 N l/c2周期 /us 仿真值 6.535 409.09 208.33 204.55 2.907 420.46 实验值 6.150 424.72 212.0 212.0 3.20 424.72 相对误差 589% 3