运放组成的波形发生器电路设计

运放组成的波形发生器电路设计、装配与调试运放的二个应用⑴线性应用-依正弦波振荡器⑵非线性应用-滞回比运放组成的波形发生器的单元电路

1.较器⑴依正弦波振荡器桥式振荡电路如图所示RC3-9图桥式振汤电路3-9RC桥式振荡电路由二部分组成RC

①同相放大器，如图所示3-9a

②串并联网络，如图所示RC3-9b或图所示，串并联网络与同相放大器反馈支路组成桥式电路3-9c RC同相放大器的输出电压作为串并联网络的输入电压，而将串并联uo RC RC网络的输出电压作为放大器的输入电压，当时,串并联网络的相位移为零，f=fo RC放大器是同相放大器，电路的总相位移是零，满足相位平衡条件，而对于其他频一—C VfR率的信号，串并联网络的相位移不为零，不满足相位平衡条件由于RCRC串并联网络在时的传输系数因此要求放大器的总电压增益应大于f=f F=l/3,Au3,这对于集成运放组成的同相放大器来说是很容易满足的由、、及Ri RfVl.V2R2构成负反馈支路，它与集成运放形成了同相输入比例运算放大器只要适当选择与的比值，就能实现〉的要求其中，、和Rf RiAu3V1V2R2是实现自动稳幅的限幅电路

①振荡原理桥式振荡电路如图所示根据自激振荡的条件，

①其中RC3-9“=6a+f=2jrn,RC串并联网络作为反馈电路，当£=化时，，所以放大器的相移应为,即6f=06a=0°可用一个同相输入的运算放大器组成又因为当时，所以放大电路的放大倍F=l/3,数起振时起振后若只依靠晶体管的非线性来稳幅，波形顶部容易失真A23A3,为了改善输出波形，通常引入负反馈电路其振荡频率由串并联网络决定，图RC为桥式振荡电路的桥式画法串并联网络及负反馈电路中的为、3-9c RCRC Rf+正好构成电桥四臂，这就是桥式振荡器名称的由来在串并联网络中，R1RCz=R//22jcoC1+jcoR2c221+jcoR2c2~i-------------R]++J、jcoC1+j aR2c2取R[==R,G=2=C1；u03WC---+C69A当虚部为零，即

①时，尸=RG=1/3R2G1/3_11

①O_fo=---------兀RC702RC

②稳幅原理、和是实现自动稳幅的限幅电路、仅一只导通，导通的二极Vl V2R2Vl V2根据同相放大器的放大倍数计算公式上AT+23用可知输出电压幅度与氏有关

2.振荡小时，大,放大倍数大，补偿输出电压幅度如图所示、I R’23-10A点B振荡时大，每小，放大倍数大，补偿输出电压幅度如图所示、II.3-10C点D图自动稳幅原理3-10运放组成的波形发生器电路设计

2.⑴运放组成的波形发生器电路设计要求使用集成运算放大器组成的比正弦波振荡器和滞回比较器，连接成一个波形发生器，要求能产生正弦波、方波两种波形其信号频率为正弦波的峰值2KHz,伏）约为方波幅值约为-m7V,Abpp6〜6V参考电路如图所示，电路由二部分组成桥式正弦波振荡电路，滞回3-11RC比较器图中各元器件参数值应根据要求对有关参数作设计计算,进而正确选择元器件以达到设计要求⑵桥式正弦波振荡电路设计RC图中是具有稳幅环节的依桥式正弦波振荡器，电路要求信号频率为3-11A1可作设计计算以确定各元件的取值电路的振荡频率公式为2KHz,f=--------2nRC可先将串、并联选频网络中的电容取值为再求得电阻的值，RC C

0.01Li F,R此处可取（标准值）

8.2KQ正弦波的输出幅度要求约为根据电路幅值估算公式Uom7V,_

0.6（71+/+/）°m-23式中,是指动态时（取左右时）与两个二极管并联后的等效电阻，工R3‘R33K程估算值约为当也取时求得的值约为考虑设置一个

1.1K R13KQ R

28.73KQ,调节范围，此处取的电位器当然更理想的是可用一个的固定电阻和10KQ

6.2KQ一个的电位器串联来代替的电位器5K Q1OK⑶滞回比较器设计是根据电路要求（电路的抗干扰能力强）而选用的滞回电压比较器用两个A2稳定电压为的稳压二极管作为电路输出的限幅电路在保证该电路上、下限阈6V值电压在正弦波的输出幅值之内，确定、的大小正弦波振荡变换为A17V R4R5方波如图所示3-12根据正弦波的输出和方波幅值约为可知,Al%i=-7〜7V Uopp-6〜6V上、下限阈值电压差:U=±6Voom△火=2«!14TH=2U R1n-I若贝由R4=

4.7K,UI=4V,lj生^—=TH得At/yrj=2x6x—2t/i=

84.7+R15R5=

9.4K,运放组成的波形发生器电路装配与调试

3.（）组装与调试目的1

①学会使用单运放集成电路；LM741

②学会用基本电路组成实用电路的方法；

③学会系统的测量与调试⑵组装与调试的设备与器材通用印制板或通用实验板，两片，稳压管一LM74120W7只，电阻、电容、电位器若干，直流稳压电源台，万±12V1用表块，双踪示波器台及焊接或插接工具11⑶组装与调试步骤图滞回比较器输入/出曲线3-12计算出电路设计值后，即可着手装接和调试不论是插接还是焊接均应保证元器件排列合理、接线正确、接触可靠检查电路连接无误后才能通电调试本电路可先进行分级调，在二者均能正常工作后再联调大致步骤如下

①调试正弦波振荡器电路，为满足起振条件，注意应使负反馈放大器的电压放大倍数大于用示波器检测该电路的输出波形，调节的值，直至示波器显示3R2正常而稳定的正弦波注意太小电路无法起振，而太大则会失真R2

②用示波器测量该电路的振荡频率与输出幅值的大小适当修改、的数值，R C以满足频率为的要求微调电位器的大小，在保证输出正常波形的条件2KHz R2下获得所需的的输出幅值7V

③调试滞回比较器电路用信号发生器产生一个正弦波作为该电路的输2KHz入信号，用示波器测量输出波形适当调节、的比例直到输出一个方波为止R4R5需注意的是正弦波的幅值应在左右，由、分压获得的上、下限阈值电压7V R4R5一定要小于该幅值

④联调在各级单元电路调试完毕后，则可将两者相连，做总调直到工作正常为止，进而测量各有关参数。