试验十一集成运算放大器的基本应用Ⅱ-内蒙古机电职业技术学院.DOC

内蒙古机电职业技术学院 教 案 首 页 课程：电子技术基础实验 授课顺序：7学时：2 班级：五年自动化0501 日期：08/04/23 第 1~ 2 节 五年自动化0502 日期：08/04/25 第 5~ 6 节 五年自动化0503 日期：08/04/25 第 3~ 4 节 课 题 实验七 集成运算放大器的基本应用(波形发生器) 目的要 求 1．学习用集成运放构成正弦波、方波和三角波发生器 2．学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法 重点难点 重点：线路连接、数据波形的测量和分析 难点：实验后数据分析和原理说明 教学过程 考勤、讲解本次实验的基本原理、老师做演示实验、学生分组实验 教学手段 黑板讲授、实验台做演示 课后分析 同学们对波形的产生和波形发生器中各部分元件的功能不是特别了解，通过这次实验，加强了他们的记忆，同时帮助他们澄清了一些模糊的概念，实验效果良好。 实验七 集成运算放大器的基本应用(波形发生器) 一、实验目的 1．学习用集成运放构成正弦波、方波和三角波发生器 2．学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法 二、实验原理 由集成运放构成的正弦波、方波和三角波发生器有多种形式，本实验选用最常用的，线路比较简单的几种加以分析。 RC桥式正弦波振荡器(文氏电桥振荡器) 上图为RC桥式正弦波振荡器。其中RC串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，R1、R2、RP及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器RP，可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形，利用两个反向并联二极管 VD1、VD2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。VD1、VD2采用硅管(温度稳定性好)，且要求特性匹配．才能保证输出波形正、负半周对称。R2的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。 电路的振荡频率为： 起振的幅值条件为：≥2 式中 调整反馈电阻RF(调RP)，使电路起振，且波形失真最小,如不能起振，则说明负反馈太强．应适当加大RF；如波形失真严重，则应适当减少RF．改变选频网络的参数C或R，即可调节振荡频率。一般采用改变电容C作频率量程切换．而调节R作量程内的频率细调。 2．方波发生器 由集成运放构成的方波发生器和三角发生器，一般均包括比较器和RC积分器两大部分：下图所示为由迟回比较器及简单RC积分电路组成的方波——三角波发生器，它的特点是线路简单，但三角波的线性度较差。主要用于产生方波，或对三角波要求不高的场合。 该电路的振荡频率： 式中 R1=R1’+Rw’ R2=R2’+Rw” 方波的输出幅值 三角波的幅值 三、实验设备与器材 1．示波器 2.二交流毫伏表 3．数字频率计 4.μA741×2 2DW4或2CWl3×2 2CP×2 四、实验内容 1．RC桥式正弦波振荡器 按图连接实验电路，接通±12V电源，输出端接示波器。 （1）调节电位器Rw，使输出波形从无到有，从正弦波到出现失真。描绘Uo的波形，记下临界起振，正弦波输出及失真情况下的Rw值，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。 (2)调节电位器Rw，使输出电压u1幅值最大且不失真，用交流毫伏表分别测量输出电压Uo、反馈电压U+和U-，分析研究振荡的幅值条件。 (3)用示波器(或频率计)测量振荡频率fo，然后在选频网络的两个电阻R上并联同一阻值电阻，观察记录振荡频率的变化情况，并与理论值进行比较。 2．方波发生器 按图连接实验电路。 (j)将电位器Rw调至中心位置，用双踪示波器观察并描绘方波uo及三角波Uc的波形(注意对应关系)，测量其幅值及频率，记录之。 (2)改变RW动点的位置，观察uo,Uc幅值及频率变化情况。把动点调至最上端和最下端，测出频率范围，记录之。 五、实验报告 1．正弦波发生器 (1)列表整理实验数据，画出波形，把实测频率与理论进行比较； (2)根据实验分析RC振荡器的振幅条件； 二．方波发生器 （l)列表整理实验数据，在同一座标纸上，按比例画出方波和三角波的波形图(标出时间和电压幅值)。 (2)分析R5变化时，对uo波形的幅值及频率的影响。 (3)讨论VDz1、VDz2的限幅作用： 六、预习要求 1．复习有关RC正弦波振荡器、三角波及方波发生器的工作原理。 2．设计实验表格 3．为什么在RC正弦波振荡电路中要引入负反馈支路?为什么要增加二极管VD1和VD2？它们是怎样稳幅的?