集成运放的非线性应用--方波三角波发生器.doc

集成运放的非线性应用--方波三角波发生器 一 、实验要求： 用集成运放TL072设计并制作一方波三角波发生器，要使输出频率为100Hz，方波幅值为6V～6.5V，三角波幅值为方波的1／4；测出方波、三角波的波形、幅值及频率。 二 、原理电路 图1 三 、原理分析及参数分析计算 在所示的电路中，第一级组成迟滞电压，输出电压为对称的方波信号。第二级组成积分器，输出电压为三角波信号。设稳的稳压值为，则电压比较器输出的高电平为+z，低电平为－，由图1可得，A1同相端的电压为 2.1 由于此电压比较器的=0，令＋＝0，则可求得电压比较器翻转时的上、下门限电位分别为 门限宽度为 2.2 比较器输出±加到积分器的反相输人端反相积分器的输出电压为 2.3 当t=0时 2.4 当t=t1时 2.5 所以，方波和三角波的周期为 2.6 频率为 由以分析可知，改变可改变输电压,Vo?： 改变R1/R2的比值，可改方波、三角波的周期或频率，同时影响三角波输出电压的幅度，但不影 响方波输出电压的幅度；改变RC，可改变率，而不影响输出电压的幅度。，即三角波幅值为方波的1／4，=100Hz 。 可得出理论波形如图2： 图2 四 、实验测试步骤 ①按照实验电路原理图在面包板上搭接实验线路。 ②确认线路连接无误后，按面包板上所接电路进行焊接，焊接完成后仔细检查确保无误。 ③对电路进行调试和测试，具体如下：将稳压电源±12V接入芯片，用数字示波器测量输出电压和波形，记录数据于下表1中。 五 、测试结果记录 （1）数据记录如表1： 表1 方波 三角波 V01（V） f（Hz） V02（V） f（Hz） 1 13.0 102.0 3.36 102.0 0.258 2 12.6 92.59 3.44 92.59 0.273 3 12.8 92.59 3.36 92．59 0.262 平均值 12.8 95.73 3.38 95.73 0.264 （2）得到输出波形如图3~图6： 图3 图4 图5 图6 六 、测试结果分析 测得方波平均幅值为6.4V，符合设计要求，而三角波的幅值约为方波幅值的0.264倍，与要求的0.25有5%的误差。测得输出频率为95.73Hz，与要求的相比有4.27%的误差。 本次实验测量误差较大，误差的产生可能是由于电阻值不标准，外部也存在干扰。 七 、设计总结 经过此次实验设计，我深入理解了用集成运放组成方波三角波发生器的原理，即用第一级组成迟滞电压，输出电压为对称的方波信号第二级组成积分器，输出电压为三角波信号。C1 电容 104 1个 —— 7 D1、D2 稳压管 6.2V 2个 —— 8 A1、A2 运算放大器 TL072 1个 —— 九、参考文献 1、康华光．模拟电子技术基础第五版．高等教育出版社 2、王昊．集成运放应用电路设计360例．电子工业出版社