模拟电路波形产生实验报告

实验电路如图8.1所示，双向稳压管稳压值一般为5—6V。

图8.1 方波发生电路

(1)按电路图接线，观察VC、VO波形及频率，与预习比较。

(2)分别测出R=10K，110K时的频率，输出幅值，与预习比较。要想获得更低的频率

应如何选择电路参数？试利用实验箱上给出的元器件进行条件实验并观测之。

图8.1所示的方波发生电路由反向输入的滞回比较器（即施密特触发器）和RC回路组成，滞回比较器引入正反馈，RC回路既作为延迟环节，又作为负反馈网络，电路通过RC充放电来实现输出状态的自动转换。分析电路，可知道滞回比较器的门限电压

UTR1UZR1R2。当

UO

输出为UZ时，

UO

通过R对C充电，直到C上的电压

UC

上

升到门限电压UT，此时输出到门限电压UT，输出放电过程可得公如下：

UO

反转为UZ，电容C通过R放电，当C上的电压

UC

下降

UO

再次反转为UZ，此过程周而复始，因而输出方波。根据分析充

T2RCln(12R1)R2f，

1T

有UZ6V、R1R210K、C0.1F，代入公式计算得：当R=10K时，输出方波频率f=455.12Hz;当R=110K时，输出方波频率f=41.4Hz。 观察实际输出波形：当R=10K时，输出幅值正负5.6伏，频率430Hz的方波；当R=110K时，输出幅值正负5.6伏，频率39.75Hz的方波。从公式可见，想要获得更低的频率，可以加大电阻R和电容C，或者加大R1、减小R2。

2.占空比可调的矩形波发生电路 实验电路如图8.2所示。

图8.2 占空比可调的矩形波发生电路

图8.2原理与图8.1相同，但由于两个单向导通二级管的存在，其充电回路和放电回路的电阻不同，设电位器Rp1中属于充电回路部分（即Rp1上半）的电阻为R`，电位器Rp1中属于放电回路部分（即Rp1下半）的电阻为R``，如不考虑二极管单向导通电压可得公式：

Tt1t2(2RR/R//)Cln(12RP21),fR2TRR/q2RR/R//，调节，占空比

Rp2=10KΩ，由各条件可计算出f≈87.HZ。

(1)按图接线，观察并测量电路的振荡频率、幅值及占空比。

(2)若要使占空比更大，应如何选择电路参数并用实验验证。

实际实验时，当Rp2=10KΩ时，调节观察输出波形。观察到当占空比在三分之一到三分之二之间时，输出方波的幅值为正负5.6伏，频率大致不变在71.6赫兹附近，超过此范围后频率会升高。之所以与理论计算值有相当大的差异，是因为理论计算时忽略了二极管正向导通电压0.7伏的关系，实际充放电电流比理论小，所以频率要比理论低。 3.三角波发生电路

实验电路如图8.3所示。

图8.3 三角波发生电路

三角波发生电路是用正相输入滞回比较器与积分电路组成，与前面电路相比较，积分电路代替了一阶RC电路用作恒流充放电电路，从而形成线性三角波，同时易于带负载。分析滞回

UT比较器，可得

RPUZR1UO2，分析积分电路有

1UO1dtR3C，所以有

UZTRUT(UT)2PUZR3C2R1T4，所以

RP1R3C,fR1T，

UO2mUT。选

RP10K，计算得f113.6Hz。

(1)按图接线，分别观测V01及V02的波形并记录。

(2)如何改变输出波形的频率？按预习方案分别实验并记录。

UU实际实验时选RP10K，O1得到f116.4Hz、峰峰值约11伏的方波，O2得到f116.4Hz、峰峰值约9伏的三角波。改变RP可以改变频率和幅值，RP上升，UO2m上

UU升，f下降。RP18K，O1得到f66.0Hz、峰峰值约11伏的方波，O2得到f66.0Hz、峰峰值约18伏的三角波。RP3.8K，UO1得到f291.8Hz、峰峰值

约11伏的方波，

UO2得到f291.8Hz、峰峰值约4伏的三角波。

4.锯齿波发生电路

实验电路如图8.4所示。

图8.4 锯齿波发生电路

UT电路分析与前面一样，部分）为R，当

/

R1UZR2，设当

UO2UZ时，积分回路电阻（电位器上半

//UO2UZ时，积分回路电阻（电位器下半部分）为R。考虑到二极管

R1RUZ21UZR2R2t1R/Ct2R//CUZ0.7UZ0.7的导通压降可得：，，Tt1t2，f1/T，占

2////qt/tR/(RR)。RP为100KΩ电位器时频率太低，改为22KΩ时，理论频12空比

率为91.25赫兹。

(1)按图接线，观测电路输出波形和频率。

(2)按预习时的方案改变锯齿波频率并测量变化范围。 Rp为100KΩ电位器时频率太低，改为22KΩ时：改变Rp使占空比在三分之一到三分之二之间时，输出锯齿波频率约为83.86赫兹，峰峰值9.2伏，超过此范围则频率上升。要改变频率可改变Rp、R1、R2、C。

五、实验报告

1.画出各实验的波形图。

2.总结波形发生电路的特点，并回答。 (1)波形产生电路需调零吗？

答：要按电路的技术要求来确定。如一个标准正弦波发生器，有相位要求，它能从任意点起振，（如：0、10、90度.....点起振）不调零就不行。而一般的信号发生器没有相位要求，就不必调零。

(2)波形产生电路有没有输入端。

答：有外同步、外触发要求的就要输入端，没有的就不要。