2022年实验九波形发生器仿真实验报告.docx

2021年实验九波形发生器仿真实验报告
2021年实验九波形发生器仿真实验报告
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2021年实验九波形发生器仿真实验报告

南昌大学试验汇报
学生姓名: 学 号: 专业班级:
试验类型: ■验证 □综合 □设计 □创新 试验日期: . 试验成绩:
试验九 波形发生器
试验目
学习用集成运放组成正弦波、 方波和三角波发生器。
学习波形发生器调整和关键性能指标测试方法。
试验原理
RC桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）:
图2-1 RC桥式正弦波振荡器原理图
RC串并联电路组成正反馈支路, 同时兼作选频电路, R1、 R2、 Rw及二极管等元件组成负反馈和稳幅步骤。调整电位器Rw, 能够改变负反馈深度, 以满足振荡振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管D1、 D2正向电阻非线性特征来实现稳幅。D1、 D2采取硅管（温度稳定性好）, 且要求特征匹配, 才能确保输出波形正负半周对称。
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R3接入是为了减弱二极管非线性影响, 以改善波形失真。
电路振荡频率 f0=12πRC 起振幅值条件 RfR1≥2
式中Rf=Rw+R2+(R3//rD), rD为正向导通电阻。
调整反馈电阻Rf（调整Rw）, 使电路起振, 且波形失真最小。假如不能起振, 则说明负反馈太强, 应该合适加大Rf。假如波形失真严重, 则应该合适减小Rf。
方波发生器:
图2-2 方波发生器原理图
由集成运放组成方波发生器和三角波发生器, 通常均包含比较器和RC积分器两大部分。如图所表示, 滞回比较器及简单RC积分电路组成方波三角波发生器。特点是线路简单, 不过三角波线性度较差。关键用于产生方波, 或者对三角波要求不高场所。
电路振荡频率 f0=12RfCfLn(1+2R2R1) 式中 R1=R'1+R'w
方波输出幅值 Uom=±UZ 三角波输出幅值 Ucm=R2R1+R2UZ
调整电位器Rw（即改变R2/R1）, 能够改变振荡频率, 但三角波幅值也会随之改变。假如想要互不影响, 则能够经过改变Rf或者Cf来实现振荡频率调整。
三角波和方波发生器:
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图2-3 三角波和方波发生器原理图
假如把滞回比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统, 则比较器A1输出方波经积分器A2积分可得到三角波, 三角波又触发比较器自动翻转形成方波, 这么即可组成三角波、 方波发生器。因为采取运放组成积分电路, 所以可实现恒流充电, 使三角波线性大大改善。
电路振荡频率 f0=R24R1(Rf+Rw)Cf 方波幅值 U'om=±UZ
三角波幅值 Uom=R1R2UZ
调整Rw能够改变振荡频率, 改变R1R2比值能够调整三角波幅值。
试验设备与器件
±12V直流电源 2、 双踪示波器 3、 交流毫伏表 4、 频率计
5、 集成运算放大器 UA741×2 6、 二极管 1N4148×2
7、 稳压管 2CW231×1, 电阻器, 电容器若干
试验预习
RC桥式正弦波振荡器
仿真图:
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图4-1 临界起振 Rw= Uo= f=159Hz
图4-2 最大不失真 Rw= Uo= f=158Hz
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图4-3 失真 Rw= Uo= f=157Hz
图4-4 最大不失真 Uo= U+= U-=
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图4-5 选频网络再并联电阻R f=317Hz
图4-7 断开二极管时最大不失真 Uo=7.