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实训基项目3 集成运算放大器的基本应用 —波形发生器 一 、 实训目的 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 训 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 训 选 用最 常 用 的 ， 线 路 比 较 简 单 的 几 种 电 路 加 以 分 析 。 1 、 RC 桥 式 正 弦 波 振 荡 器 （ 文 氏 电 桥 振 荡 器 ） 图 3-1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、 RW 及 二 极 管 等 元 件 构 成 负 反 馈 和 稳 幅 环 节 。 调 节 电位 器 RW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 D1、D2 正 向 电 阻 的 非 线 性 特 性 来 实 现 稳 幅 。 D1、 D2 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 。 R3 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 起振的幅值条件 ≥2 式 中— 二 极 管 正 向 导 通 电 阻 。 调 整 反 馈 电 阻（ 调 ） ， 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。 如 波 形 失 真 严 重 ， 则 应 适 当 减 小 。 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 波 发 生 器 ， 一 般 均 包 括 比 较 器 和 RC积 分 器 两 大 部 分 。 图 3-2 所 示 为 由 滞 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 。 电路振荡频率 式中 ， 方波输出幅值 三角波输出幅值 调 节 电 位 器 Rw （ 即 改 变 ） ， 可 以 改 变 振 荡 频 率 ， 但 三 角 波 的 幅 值 也 随之 变 化 。 如 要 互 不 影 响 ， 则 可 通 过 改 变 （ 或） 来 实 现 振 荡 频 率 的 调 节 。 3、三角波和方波发生器 如 把 滞 回 比 较 器 和 积 分 器 首 尾 相 接 形 成 正 反 馈 闭 环 系 统 ， 如 图 3-3 所示 ， 则 比 较 器 A1输 出 的 方 波 经 积 分 器 A2积 分 可 得 到 三 角 波 ， 三 角 波 又 触 发 比 较器 自 动 翻 转 形 成 方 波 ， 这 样 即 可 构 成 三 角 波 、 方 波 发 生 器 。 图 3--4 为 方 波 、三 角 波 发 生 器 输 出 波 形 图 。 由 于 采 用 运 放 组 成 的 积 分 电 路 ， 因 此 可 实 现 恒 流 充电 ， 使 三 角 波 线 性 大 大 改 善 。 三 、 实 训 设 备 与 器 件 1 、 ±12V 直 流 电 源 2 、 双 踪 示 波 器 3、交 流 毫 伏 表 ‘ 4、 频 率 计 5、集 成 运 算 放 大 器 μA741 × 2 6、 IN4148 × 2 、 稳 压 管 2CW231、电 阻 器 、 电 容 器 若 干 。 四 、 实 训 内 容 1 、 RC 桥 式 正 弦 波 振 荡 器 按 图 3-1连 接 实 训 电 路 。 1）接 通 士±12V 电 源 ， 调 节 电 位 器 使 输 出 波 形 从 无 到 有 ， 从 正 弦 波 到 出 现失 真 。 描 绘 出 的 波