1波形发生与精密全波整流波形发生与精密全波整流一、实验目的一、实验目的二、正弦波产生电路原理二、正弦波产生电路原理三、精密全波整流电路原理精密全波整流电路原理四、实验内容五、幅频响应的测试方法六、实验注意事项七、实验报告要求 2一、实验目一、实验目的的§进一步熟练掌握集成运算放大器的使用方法；进一步熟练掌握集成运算放大器的使用方法；§了解集成运算放大器在振荡电路方面的应用了解集成运算放大器在振荡电路方面的应用;§掌握由掌握由集成运算放大器构成的集成运算放大器构成的RC桥式桥式振振荡电荡电路的工作原理、路的工作原理、振振荡频率和输出幅度的测量荡频率和输出幅度的测量方法；方法；§掌握用集成运放构成精密全波整流电路掌握用集成运放构成精密全波整流电路 3二、正弦波产生电路原理二、正弦波产生电路原理R P V N+12VV o100kD2-12V+–D1R1 18kR 5.1kARC 0.033uFCR2 10kV PR f =R2+R P §RC串并联网络构成串并联网络构成正反馈，以产生正正反馈，以产生正弦自激弦自激振振荡；荡；§其余为同相放大器其余为同相放大器;§R1、、R2、、RP构成构成负反馈，调负反馈，调RP 可改可改变负反馈系数，从变负反馈系数，从而调节放大器增益，而调节放大器增益，使其满足振荡的幅使其满足振荡的幅值条件值条件；；§D1、、D2的作用是有的作用是有利于正弦波的起振利于正弦波的起振和稳定输出幅度，和稳定输出幅度，改善输出波形。
改善输出波形 4二、正弦波产生电路原理二、正弦波产生电路原理当输出电压当输出电压V o的值很小时，的值很小时， D1、、D2开路，等效电阻开路，等效电阻R f 较大较大 较大，有利于起振；而当输出电压较大，有利于起振；而当输出电压V o的幅值较大时，二极的幅值较大时，二极管管 D1、、D2导通，导通，R f 减小，减小， 随之下降，随之下降， V o的幅值趋于稳的幅值趋于稳定RC串并联选频网络中，设并联阻抗为串并联选频网络中，设并联阻抗为Z1，串联阻抗为，串联阻抗为Z2，，振荡角频率振荡角频率 ，则，则 正反馈系数为正反馈系数为 5二、正弦波产生电路原理二、正弦波产生电路原理当当 时，时， 反馈系数的幅值为最大，即反馈系数的幅值为最大，即而相角而相角 ，此时，经，此时，经RC串并联网络反馈到运算放大器同串并联网络反馈到运算放大器同相输入端的电压相输入端的电压V P 与输出电压与输出电压V o同相，满足自激振荡的相位同相，满足自激振荡的相位条件条件 如果此时如果此时 ，则满足，则满足 的起振条件。
的起振条件 电路起振后，经反馈，输出电压幅度越来越大，最后受电路中电路起振后，经反馈，输出电压幅度越来越大，最后受电路中器件的非线性限制，振荡幅度自动稳定下来，放大电路的增益器件的非线性限制，振荡幅度自动稳定下来，放大电路的增益由由 过渡到过渡到 ，达到幅值平衡状态达到幅值平衡状态设振荡频率设振荡频率 则由则由 可算得可算得 6三、精密全波整流电路原理三、精密全波整流电路原理V iV o2+15V-15V+–V o1Rf210kRf120kR210kD2+15V-15V+–D1 10kR1 10kR3 10kA1A23.3kV i >0时，时，D1截止，截止，D2导通，导通，A1为反相比例放大电路，为反相比例放大电路，A2为反相加法电路为反相加法电路 7三、精密全波整流电路原理三、精密全波整流电路原理V iV o+15V-15V+–V o1Rf210kRf120kR210kD2+15V-15V+–D1 10kR1 10kR3 10kA1A23.3kV i <0时，时，D1导通，导通，D2截止：截止： 8四、实验内容（一）1 1．．按按图图4.9.14.9.1接接线线，，调调节节R P使使电电路路产产生生振振荡荡，，观观察察负反馈强弱对输出负反馈强弱对输出V o波形的影响波形的影响; ;2 2．．在在V o波波形形不不失失真真时时，，分分别别测测出出输输出出V o的的峰峰- -峰峰值值和振荡频率和振荡频率f o ; ; 3 3．测量开环幅频特性和相频特性，填入表．测量开环幅频特性和相频特性，填入表4.9.14.9.1中。
中注意注意：： 先要将正反馈网络从电路中断开，然后在先要将正反馈网络从电路中断开，然后在RCRC串并联串并联网络两端加输入信号，其大小应保持与步骤网络两端加输入信号，其大小应保持与步骤2 2中测中测得的得的V oPP相同，并在保持其大小不变的前提下，相同，并在保持其大小不变的前提下，改变输入信号的频率，记录相应的改变输入信号的频率，记录相应的V oPP，填入表，填入表中 9四、实验内容（二）1 1．．电电路路调调零零将将输输入入端端接接地地( (使使V i =0),=0),缓缓慢慢调调节节运运放调零端的外接电位器，使输出电压为零；放调零端的外接电位器，使输出电压为零；2 2．．在在输输入入端端加加正正、、负负直直流流电电压压，，分分别别测测量量Vo1`、、Vo1和和Vo的的电电压压，，完完成成表表4.11.1的的内内容容，，并并画画出出Vo—Vi的电压传输特性；的电压传输特性；3 3．．输入正弦电压输入正弦电压Vi=6VVi=6V（峰（峰- -峰值）、峰值）、f=1kHzf=1kHz，用示，用示波器的波器的YTYT格式观察并记录格式观察并记录V i 、、 Vo1Vo1、、VoVo的波形，的波形，标出它们的幅值；标出它们的幅值；4 4．直接．直接用示波器的用示波器的X-YX-Y方式观察并记录该电路的电压方式观察并记录该电路的电压传输特性曲线。
传输特性曲线 10五、幅频响应的测试方法n幅频特性概念：幅频特性概念：Ø放大器的增益与输入信号频率之间的关系曲线放大器的增益与输入信号频率之间的关系曲线n一般采用一般采用逐点法逐点法Ø改变输入信号的频率（保持输入信号幅值不变）改变输入信号的频率（保持输入信号幅值不变）Ø逐点测量对应于不同频率的输出电压，计算电压逐点测量对应于不同频率的输出电压，计算电压增益增益Ø用坐标纸画出幅频特性曲线用坐标纸画出幅频特性曲线 Ø横坐标为频率的对数横坐标为频率的对数Ø纵坐标为电压增益的分贝数纵坐标为电压增益的分贝数 Ø求上限频率和下限频率（增益下降求上限频率和下限频率（增益下降3dB) 11六、实验注意事项n为了提高测量精度为了提高测量精度，，在转折频率理论值附在转折频率理论值附近增加几个测量点近增加几个测量点Ø可提高作图精度可提高作图精度n直接找到增益下降到直接找到增益下降到0.707AVM处，记下处，记下fH、、fL，通频带，通频带= fH-fL 12缺口标志缺口标志 A741引脚图引脚图信号信号正电源正电源信号信号负电源负电源六、实验注意事项 13•双电源的连接双电源的连接15V15V－－15V+15V地地稳压电源稳压电源++六、实验注意事项 141.教材基本要求教材基本要求P101和和P106；；2.相应实验的数据与幅频特性曲线；相应实验的数据与幅频特性曲线；3.误差计算与分析；误差计算与分析；4. 记录实验过程中出现的故障或不正常现象，记录实验过程中出现的故障或不正常现象，分析原因，说明解决的办法和过程；分析原因，说明解决的办法和过程；5.思考题：思考题： P101和和P106 ---1，，2七、实验报告要求七、实验报告要求 15下周安排下周安排n模拟部分操作考试模拟部分操作考试Ø抽签选取抽签选取1个实验进行进行现场安装测量考试个实验进行进行现场安装测量考试;Ø实验内容与本学期未做的实验内容与本学期未做的3个模拟实验个模拟实验(实验实验9：正弦波产：正弦波产生电路、实验生电路、实验10：方波和三角波产生电路、实验：方波和三角波产生电路、实验11：精：精密全波整流电路密全波整流电路)相关并进行了适当调整相关并进行了适当调整;Ø现场完成安装实验，试验报告。
现场完成安装实验，试验报告Ø开卷考试，时间开卷考试，时间2小时小时n考试准备：考试准备：Ø提前预习相关实验内容；提前预习相关实验内容；Ø提前准备好相关器件；提前准备好相关器件；Ø掌握相关知识与技能掌握相关知识与技能。