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1、电工电子中心电工电子中心 运放在波形产生和阻抗变换方面的应用 北航电工电子中心北航电工电子中心 运放在波形产生和阻抗变换方面的应用 1. 实验目的 2.理论准备 3.实验内容 4. 5.教师对实验结果的检查 注意事项 6.总结报告要求 北航电工电子中心北航电工电子中心 运放在波形产生和阻抗变换方面的应用 一、实验目的 1.进一步熟悉和巩固集成运放的使用。 2.熟悉振幅比和相位差的测量 。 3.学习负阻的测量方法。 4.学习用示波器测量电路的过渡特性，进一步掌握示波器的使用。 5.加深对RLC二阶电路的方波响应的理解。 北航电工电子中心北航电工电子中心 运放在波形产生和阻抗变换方面的应用 二、理
2、论准备 1.正弦波振荡器 文氏电桥正弦波振荡器由RC串、并联选频 网络和同相放大电路组成，见图8-1。 图8-1 R2 + UO R1 R R C C c UiUF 稳幅电路 图中左边部分为RC选频网络，亦即反馈网络， 图中右边部分是一个同相放大器，用集成运算放大器构成。 振荡条件是：UO和Ui同相 且UO=3Ui(即R2/R1=2) 稳幅电路是利用二极管正向电阻的非 线性来实现稳幅。实验证明，当R3与二 极管的正向电阻接近时，对稳幅和改善 波形失真都有较好的效果，通常选R3为 几千欧。 R3 图 8-2 北航电工电子中心北航电工电子中心 运放在波形产生和阻抗变换方面的应用 2.方波发生器 能
3、产生方波的电路有多种，本实验采用图8-3所示方法。 图中R1、R2构成正反馈，运放交替地翻转，电容C交替地 充、放电一直循环下去即可产生周期性的方波。 图8-3 北航电工电子中心北航电工电子中心 运放在波形产生和阻抗变换方面的应用 3.负阻抗变换器 图8-4为集成运放构成的 负阻抗变换器电路。作用是实现负 阻抗的变换。当在22端口接上电阻 RL时，从11端口看进去就是负的阻 值。 从另一个角度看，当在11端口 接上内阻为RS和电压为US的电源时 ，从22端口看进去，等效电路为具 有负内阻的含源支路，如图8-5. 图8-4 图8-5 北航电工电子中心北航电工电子中心 运放在波形产生和阻抗变换方面
4、的应用 4.二阶电路的零状态响应 图8-6为RLC串联电路，它是 一个典型的二阶电路。此电路的微分 方程为： 此方程的解答视参数不同分为 当R2L/C 时，响应是非振荡的。 当R2L/C 时，响应为减幅振荡的。 当R=0时，响应是等幅振荡的。 当R0时，响应是增幅振荡的。 图8-6 图8-7 北航电工电子中心北航电工电子中心 运放在波形产生和阻抗变换方面的应用 为在示波器上观察到稳定、重复的波形，我们用周期 性方波作为RLC电路的输入电压，让电容周期性地充电和 放电，以便得到重复的周期波形，如图8-8所示。 图8-8 北航电工电子中心北航电工电子中心 运放在波形产生和阻抗变换方面的应用 三、实
5、验内容 1.正弦波振荡器 用LM324搭接你所设计的正弦波振荡器。 将系统闭环，接好稳幅电路，观察系统是否产生振荡。若 产生振荡画下振荡波形，测出并记下振荡频率。 去掉稳幅电路观察输出波形，体会稳幅电路作用。 北航电工电子中心北航电工电子中心 运放在波形产生和阻抗变换方面的应用 2.用伏安法测量图8-9所示具有负内阻电压源的输出特性 搭接下图电路，RL在240 之间取10个点测输出电压。 将测量结果列表，算出其开路电压和内阻。 图8-9 北航电工电子中心北航电工电子中心 运放在波形产生和阻抗变换方面的应用 3. 方波发生器 方波发生器要求幅度、频率均可调且要有带载能 力（思考：如何实现带载能力
6、？）。 用LM324搭接你所设计的满足上述条件的方波发 生器。 将方波发生器的输出调成 f=400HZ,UP-P=1.5V。 北航电工电子中心北航电工电子中心 运放在波形产生和阻抗变换方面的应用 4.搭接图8-10电路，用示波器观察uc(t)的波形。 逐渐从0到大改变电阻箱的阻值，观察方波正半周uc 波形的变化，画下等幅、增幅、减幅三个波形，记下相应 的电阻值。 图8-10 北航电工电子中心北航电工电子中心 运放在波形产生和阻抗变换方面的应用 四、注意事项 1.正、负电源的接法 2.运放的正、负电源不要接反。 3.运放的输入、输出端不要接错。 4.改、换电路一定要关电源。 北航电工电子中心北航电工电子中心 运放在波形产生和阻抗变换方面的应用 五、教师对实验结果的检查 1.正弦波振荡器的振荡波形。 2.负内阻电压源输出特性最大输出电压点。 3.f=400HZ,UP-P=1.5V的方波波形。 4.二阶电路等幅、增幅、减幅三个波形。 六、总结报告要求 1.写出用示波器测量振幅比、相位差的方法。 2.以实验的亲身体会，说明振荡器稳幅电路的作用。 3.以表格形式列出具有负内阻电压源的输出特性，在坐标纸 上画出其输出特性曲线，算出该电源的开路电压和内阻。 4.在坐标纸上画出你所测的等幅、增幅、减幅振荡曲线，注 明电路参数值。 The End
