信號發(fā)生器實驗報告(波形發(fā)生器實驗報告)

《信號發(fā)生器實驗報告(波形發(fā)生器實驗報告)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《信號發(fā)生器實驗報告(波形發(fā)生器實驗報告)（7頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、真誠為您提供優(yōu)質參考資料，若有不當之處，請指正。 信號發(fā)生器 一、實驗目的 1、掌握集成運算放大器的使用方法，加深對集成運算放大器工作原理的理解。 2、掌握用運算放大器構成波形發(fā)生器的設計方法。 3、掌握波形發(fā)生器電路調試和制作方法 。 二、設計任務 設計并制作一個波形發(fā)生電路，可以同時輸出正弦、方波、三角波三路波形信號。 三、具體要求 （1）可以同時輸出正弦、方波、三角波三路波形信號，波形人眼觀察無失真。 （2）利用一個按鈕，可以切換輸出波形信號。。 （3）頻

2、率為1－2KHz 連續(xù)可調，波形幅度不作要求。 （4）可以自行設計并采用除集成運放外的其他設計方案 （5）正弦波發(fā)生器要求頻率連續(xù)可調，方波輸出要有限幅環(huán)節(jié)，積分電路要保證電路不出現(xiàn)積分飽和失真。 四、設計思路 基本功能：首先采用RC橋式正弦波振蕩器產生正弦波，然后通過整形電路(比較器)將正弦波變換成方波，通過幅值控制和功率放大電路后由積分電路將方波變成三角波,最后通過切換開關可以同時輸出三種信號。 五、具體電路設計方案 Ⅰ、RC橋式正弦波振蕩器 如左圖1所示，正弦波振蕩器采用RC橋式振蕩器產生頻率可調的正弦信號。J1a、J1b、J2a、J2b為頻率粗

3、調，通過J1 J2 切換三組電容，改變頻率倍率。RP1采用雙聯(lián)線性電位器50k，便于頻率細調，可獲得所需要的輸出頻率。RP2 采用200k的電位器，調整RP2可改變電路Af 大小，使得電路滿足自激振蕩條件，另外也可改變正弦波失真度，同時使正弦波趨于穩(wěn)定。下圖2為起振波形。 圖1 圖2 電路的振蕩頻率為： 將電阻12k，62k及電容100n，22n，4.4n分別代入得頻率調節(jié)范圍為：24.7Hz~127.6Hz，116.7Hz~603.2Hz，583.7Hz~3015Hz。因為低檔的最高頻率高于高檔的最低頻率，所以符合實驗中頻率連續(xù)可調的要求。 RP2 R4 R13 組成負反饋支

4、路，作為穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。R13與D1、D2并聯(lián)，實現(xiàn)振蕩幅度的自動穩(wěn)定。D1、D2采用1N4001二極管。 在multisim軟件仿真時，調節(jié)電位器25%~35%時能夠起振。 電路起振條件：，代入數(shù)據解得 Ⅱ方波發(fā)生器 由正弦波振蕩器產生的一定頻率的正弦信號經過比較器產生一同頻率的方波。如圖3。 電路輸出端引入的限流電阻R6 和兩個背靠背的穩(wěn)壓管D3、D4（采用1N4734）組成雙向限幅電路。 UA741在這里實際上是一個電壓比較器，當輸入電壓比基準電壓高時，輸出高電平，當輸入電壓比基準電壓低時，輸出低電平，輸出端輸出與輸入同頻率的方波。 圖3 圖

5、4 Ⅲ比例運算放大電路 轉換開關J5的作用是通過開關切換與比例運算放大電路連接，輸出一定幅度的正弦波或方波。通過調節(jié)RP3（200k）調節(jié)放大倍數(shù)，。如圖4所示。 在multisim軟件仿真時，當RP3 調節(jié)到50%時，（計算結果=10.033）放大前信號（左圖5）與放大后信號（右圖6）如下圖所示。 圖5 圖6 兩幅圖所占格數(shù)基本一致，左圖中每格代表10v，右圖中每格則代表100v，則此時信號約被放大了10倍。 Ⅳ三角波發(fā)生器 被放大后的方波信號通過積分電路既可得到三角波。 >> tm tm是充電至飽和時間，如此

6、選擇參數(shù)可以保證電路不出現(xiàn)積分飽和失真，符合設計要求。 將J公共端接到示波器上，當J5與J狀態(tài)均處于上圖狀態(tài)時，輸出的是正弦波，當撥下J5 但J狀態(tài)如上圖時，輸出的是方波，當同時撥下J5與J時，輸出的是三角波。 總電路圖如下圖所示： 六、實驗過程及內容： 1按照原理計算參數(shù)，確定選用電容電阻的參數(shù) 2按照原理圖用multisim進行仿真 3按照電路圖在電子實驗箱中連線，進行測試 4按照電路圖焊電路板 5對焊好的電路板進行測試：觀察波形及記下實際可調頻率，并進行誤差分析。 觀察到的波形如下圖所示：

7、 實測頻率為： 23.5 Hz ~124.2 Hz，113 Hz~595 Hz,，562Hz~2870Hz 七、數(shù)據處理分析 1波形均未失真,符合設計要求 2頻率實測值與理論值的比較 　 低檔 中檔 高檔 min max min max min max 實測值 23.5 124.2 113 595 562 2870 理論值 24.7 127.6 116.7 603.2 583.7 3015 相對誤差 4.86% 2.66% 3.17% 1.36% 3.72% 4.81% 由上表可知，實測頻率均比理想頻率

8、小,當仍符合低檔的最高頻率高于高檔的最低頻率，所以符合實驗中頻率連續(xù)可調的要求。 出現(xiàn)誤差的可能原因有： 1）電容和電阻實際值和標值不完全一致，可能偏大。 2）導線有微小阻抗，導致電路中阻抗增大。 八、所用元器件列表 名稱 數(shù)量 uA741 4 雙聯(lián)線性電位器50k 1 電位器200k 2 穩(wěn)壓二極管1N4732 2 二極管1N4001 2 撥動開關 6 電阻 14 電容 9 九、所用芯片介紹 uA741（單運放）是高增益運算放大器，用于軍事，工業(yè)和商業(yè)應用。這類單片硅集成電路器件提供輸出短路保護和閉鎖自由運作。 芯片引腳和工作說明： 1和5為偏置(調零端)， 2為正向輸入端， 3為反向輸入端， 4接地， 6為輸出， 7接電源 8空腳 內部結構圖： 十、收獲和體會： 通過本次實驗充分認識到思考問題的重要性，碰到問題時要冷靜分析電路圖，實驗與理論的結合才能更好的完成設計。又通過本次實驗，從設計電路到焊接以及到最后調試都是慢慢摸索，認真思考，團結合作，學到了很多知識與經驗。 7 / 7