实验八 集成运算放大器应用(3)新修改.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————实验八集成运算放大器应用(3) 新修改实验八集成运算放大器应用( 3) 波形发生电路一、实验目的: (一) 掌握运放在波形产生电路中的使用方法; (二) 学习波形产生电路的调试方法; (三)学会各种波形参数的测试方法。二、实验原理: 电子电路工作时有各种波形的电压和电流信号, 不同的波形有不同的用途,包含不同的信息。最常用的测试信号是正弦波和方波。这两种波形产生电路的工作原理不同: 在正弦波发生器中, 放大电路工作在线性状态,而在方波发生器中,放大电路工作在非线性状态。(一) 正弦波振荡电路的工作原理: 1. 产生正弦波自激振荡的条件: 所谓自激振荡,是指电路通电后,在没有输入信号的情况下,电路输出端有规则的正弦波信号输出,这种情况称为正弦自激振荡。产生自激振荡的电路必须是闭环电路, 其方框图见图 8-1 。图中: A 是基本放大器的放大倍数, F 是正反馈反馈网络的反馈系数。满足自激振------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————荡的条件是: ??F??1A ????A?F?1?????F??1??A ;幅值条件;相位条件??0 时,也有输出电压 X??X?'?A 。?'?X? , 这时,当X 在上述条件得以满足时,有 Xi0iif 2. 正弦波自激振荡电路的组成部分: 以图 8-2 中 RC 串并联式正弦波振荡电路为例来介绍: 正弦波自激振荡电路由以下四部分组成: ①放大电路:由运算放大器组成的同相比例器担任放大电路。由于同相比例器采用了电压串连负反馈, 具有高的输入电阻和低的输出电阻, 可以减小因为放大器输入电阻并入选频网络而引起的而引起的振荡频率误差,也可以稳定放大电路的电压放大倍数 Auf 。放大电路的增益由 RW 10K 可变电阻调节。 RW 阻值调大使 Auf 变大。 Auf 的计算公式如下: Auf?1?Rf R1 当二极管 D1 、 D2 不导通时, Rf= R2+RW+R3 。 52 当 RW=10K 时, Rf=R2+RW+R3=15K+10K+= , Auf= 当 RW=0 时, Rf=R2+R3= , Auf= ??F??1 , 满足振荡幅值条件。所以, Au f 的调节范围是 ~ 。应调节 RW 使 Auf ②正反馈:正反馈信号取自 Uo ,经选频网络连接至同相比例------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————器的输入端(运放的同相输入端), Uf=U+ 。③选频网络:选频网络的频率特性由下式表述: F? U? ?Uo 1 ?ffo? ?3?j???f?f?0? 1 2?RC 式中: fo? 根据图 8-2 的数据可计算得 fo: fo? 11 ?? 2?RC2???10?103??10?6 ' ' 图 8-2 RC 串并联式正弦波振荡电路 1 对于频率为 fo 的信号, 选频网络有最大的反馈量: F?, U+ 与Uo 的相位差为 0 度。 3 ------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————④稳幅环节: 为得到不失真的正弦波, 电路中必须有稳幅环节。稳幅环节的作用是使放大电路的放大倍数在起振前为 Auf > 3 ;起振后,当输出的正弦电压 Uo 达到一定幅值后, Auf =3 ,维持等幅振荡。图 8-2 电路中,稳幅环节由 D1 、 D2 和 R3 并联组成。其工作原理如下: 在电路产生自激振荡前, Uo =0 ,这时 D1 、 D2 截止,同相比例器的负反馈电阻由 Rf=R2+RW+R3 组成, 电压放大倍数略大于 3, 使电路产生增幅振荡;振荡产生后