波形發生（shēng）電路特（tè）點分析及（jí）設計方法的實驗（yàn）說明
2026-01-15 09:50波形發生電路實驗箱,波（bō）形發生電（diàn）路實驗儀,電（diàn）路實驗箱實驗目的
1、掌握波（bō）形發生電路的特點和分析方法。
2、熟悉波形發生器設計方法。
二、實驗原理
在自動（dòng）化設備和係統中，經常需要進行性能的測試和信息的傳送，這些都離不（bú）開一定的波形作（zuò）為測試和傳送（sòng）的依據，在模擬係統中，常用的波形有正弦波、方波（bō）和鋸齒波等。
當集成運放應用於上（shàng）述（shù）不同（tóng）類型的波形時，其工作（zuò）狀態並不相同。本實（shí）驗研究的方波，三角波、鋸齒波的電路，實質上（shàng）是（shì）脈衝電路（lù），它們大都工作在非線性區域。常用於脈衝和數字係統中作為信號源（yuán）。
1、產生方波的電路
方波電路（lù）見圖10-1所示。電路由集成運放與R1、R2及一個滯（zhì）回比較器和一個充放電回路組成。穩壓管和R3的作用是（shì）鉗位，將滯回比較器的輸出電壓限製（zhì）在穩壓管的穩定電（diàn）壓值±V2。
我們知道滯回比較器的輸（shū）出隻有兩種可能的狀態，高電平或低電（diàn）平。滯回比較器的（de）兩種不同的輸（shū）出電（diàn）平使RC電路進行（háng）充電或放電，於是電容上（shàng）的電壓將升高或降低，而電容上（shàng）的電壓又作為滯回比較器的輸入電壓，控製其輸出端狀（zhuàng）態發生跳變，從而（ér）使RC電路由充電（diàn）過程變為放電過程或相反。如此循環往複，周而複始（shǐ），最後在滯回比較（jiào）器的輸出端即可得到一個高低電平周期性交替的矩形波即（jí）方波。
2、產生三角波（bō）的電路
三角（jiǎo）波電路（lù）如（rú）同10-2所示（shì）。電路由集成運放A1組（zǔ）成滯回比較（jiào）器，A2組成積分（fèn）電路（lù），滯回比較器輸（shū）出的矩形波（bō）加在積分電路的反（fǎn）相輸入端，而積分電路輸出的三角（jiǎo）波又接到滯回比較（jiào）器的同相輸入端，控製滯回比較器輸出端的狀態發生跳變，從而在A2的輸出端得（dé）到周期性的三角波。調節R1、R2可使幅度達（dá）到規定值，而調節R4可使振蕩滿足要求（qiú）。
3、鋸齒波發生電路
在示波器的掃描電路以及數字電（diàn）壓表等電路中常（cháng）常使用齒波。圖（tú）10-3為鋸齒波發生電路，它在原三（sān）角波發生電路的基礎上，用（yòng）二極管D1、D2和電位（wèi）器RP代替原來的積分電阻（zǔ），使積分電容的充電和放（fàng）電回路分開（kāi），即成為鋸齒（chǐ）波發生電路。
三、實驗儀器
1、雙蹤示（shì）波器（qì）
2、數字萬用表
3、集成運算（suàn）放大電路模塊
四、預習要求
1、分析圖10-1電路的工作（zuò）原理，定性畫出V0和VC波形。
2、若圖10-1電路R=10K，計（jì）算（suàn）V0的頻率。
3、在圖10-2電路如何使輸出波（bō）形占空比變大? 利用實驗箱上所標（biāo）元器件畫出（chū）原理圖。
4、在圖10-3電路中，如何改變輸出頻率? 設計2種方案並畫圖表示。
5、在圖10-4電路中如何連續改（gǎi）變振蕩頻率? 畫出電路圖。(利用實（shí）驗箱上的元器件)
五、實驗內容
1、方波發生電路
實驗電路如圖10-1所示，雙向穩壓管穩（wěn）壓（yā）值一（yī）般為5～6V。
圖10-1方波發生電路
（1）按電路圖接（jiē）線，觀察VC、V0波形及頻率，與預習比較。
（2）分別測出R=10KΩ，110KΩ時的（de）頻率，輸出幅值，與預習比較。
（3）要想獲得更低的頻率應如（rú）何（hé）選擇電路參數? 試利用實驗箱上給出的元器件進行（háng）條（tiáo）件實驗並觀測（cè）之。
2、占空比可（kě）調的矩形波發（fā）生電路
實驗電路如圖10-2所示。
(1) 按圖接線，觀測並測量（liàng）電路的振蕩（dàng）頻率、幅（fú）值及占空（kōng）比。
圖10-2占空比（bǐ）可（kě）調的矩形波發生電路
(2) 若要使占空（kōng）比更大，應如何選擇電路參數（shù）並用（yòng）實驗驗證。
3、三角波（bō）發生電路
實驗電路如（rú）圖10-3所示。
圖10-3三角波發生電（diàn）路
(1) 按圖按線，分別觀測V01及V02的波形並記錄。
(2) 如何改變輸出波形（xíng）的頻率? 按預習方案分別實驗並記錄。
4、鋸齒波發生電路
實驗（yàn）電路如圖8-4所示。
圖10-4鋸齒波發（fā）生電路
1、按圖接線，觀（guān）測電路輸出（chū）波（bō）形和頻率。
2、按預習時的方案改（gǎi）變鋸齒波頻率並（bìng）測量變化範圍。
六、實驗報告
1、畫出各（gè）實驗的波形圖。
2、畫出各實驗預（yù）習要求的（de）設計方案，電路圖。寫出實驗步驟（zhòu）及結果。
3、總結波形發生電路的特點，並回答。
(1)波形（xíng）產（chǎn）生電路需調零嗎?
(2)波形產（chǎn）生電路有沒有輸入端。
1、掌握波（bō）形發生電路的特點和分析方法。
2、熟悉波形發生器設計方法。
二、實驗原理
在自動（dòng）化設備和係統中，經常需要進行性能的測試和信息的傳送，這些都離不（bú）開一定的波形作（zuò）為測試和傳送（sòng）的依據，在模擬係統中，常用的波形有正弦波、方波（bō）和鋸齒波等。
當集成運放應用於上（shàng）述（shù）不同（tóng）類型的波形時，其工作（zuò）狀態並不相同。本實（shí）驗研究的方波，三角波、鋸齒波的電路，實質上（shàng）是（shì）脈衝電路（lù），它們大都工作在非線性區域。常用於脈衝和數字係統中作為信號源（yuán）。
1、產生方波的電路
方波電路（lù）見圖10-1所示。電路由集成運放與R1、R2及一個滯（zhì）回比較器和一個充放電回路組成。穩壓管和R3的作用是（shì）鉗位，將滯回比較器的輸出電壓限製（zhì）在穩壓管的穩定電（diàn）壓值±V2。
我們知道滯回比較器的輸（shū）出隻有兩種可能的狀態，高電平或低電（diàn）平。滯回比較器的（de）兩種不同的輸（shū）出電（diàn）平使RC電路進行（háng）充電或放電，於是電容上（shàng）的電壓將升高或降低，而電容上（shàng）的電壓又作為滯回比較器的輸入電壓，控製其輸出端狀（zhuàng）態發生跳變，從而（ér）使RC電路由充電（diàn）過程變為放電過程或相反。如此循環往複，周而複始（shǐ），最後在滯回比較（jiào）器的輸出端即可得到一個高低電平周期性交替的矩形波即（jí）方波。
2、產生三角波（bō）的電路
三角（jiǎo）波電路（lù）如（rú）同10-2所示（shì）。電路由集成運放A1組（zǔ）成滯回比較（jiào）器，A2組成積分（fèn）電路（lù），滯回比較器輸（shū）出的矩形波（bō）加在積分電路的反（fǎn）相輸入端，而積分電路輸出的三角（jiǎo）波又接到滯回比較（jiào）器的同相輸入端，控製滯回比較器輸出端的狀態發生跳變，從而在A2的輸出端得（dé）到周期性的三角波。調節R1、R2可使幅度達（dá）到規定值，而調節R4可使振蕩滿足要求（qiú）。
3、鋸齒波發生電路
在示波器的掃描電路以及數字電（diàn）壓表等電路中常（cháng）常使用齒波。圖（tú）10-3為鋸齒波發生電路，它在原三（sān）角波發生電路的基礎上，用（yòng）二極管D1、D2和電位（wèi）器RP代替原來的積分電阻（zǔ），使積分電容的充電和放（fàng）電回路分開（kāi），即成為鋸齒（chǐ）波發生電路。
三、實驗儀器
1、雙蹤示（shì）波器（qì）
2、數字萬用表
3、集成運算（suàn）放大電路模塊
四、預習要求
1、分析圖10-1電路的工作（zuò）原理，定性畫出V0和VC波形。
2、若圖10-1電路R=10K，計（jì）算（suàn）V0的頻率。
3、在圖10-2電路如何使輸出波（bō）形占空比變大? 利用實驗箱上所標（biāo）元器件畫出（chū）原理圖。
4、在圖10-3電路中，如何改變輸出頻率? 設計2種方案並畫圖表示。
5、在圖10-4電路中如何連續改（gǎi）變振蕩頻率? 畫出電路圖。(利用實（shí）驗箱上的元器件)
五、實驗內容
1、方波發生電路
實驗電路如圖10-1所示，雙向穩壓管穩（wěn）壓（yā）值一（yī）般為5～6V。
圖10-1方波發生電路
（1）按電路圖接（jiē）線，觀察VC、V0波形及頻率，與預習比較。
（2）分別測出R=10KΩ，110KΩ時的（de）頻率，輸出幅值，與預習比較。
（3）要想獲得更低的頻率應如（rú）何（hé）選擇電路參數? 試利用實驗箱上給出的元器件進行（háng）條（tiáo）件實驗並觀測（cè）之。
2、占空比可（kě）調的矩形波發（fā）生電路
實驗電路如圖10-2所示。
(1) 按圖接線，觀測並測量（liàng）電路的振蕩（dàng）頻率、幅（fú）值及占空（kōng）比。
圖10-2占空比（bǐ）可（kě）調的矩形波發生電路
(2) 若要使占空（kōng）比更大，應如何選擇電路參數（shù）並用（yòng）實驗驗證。
3、三角波（bō）發生電路
實驗電路如（rú）圖10-3所示。
圖10-3三角波發生電（diàn）路
(1) 按圖按線，分別觀測V01及V02的波形並記錄。
(2) 如何改變輸出波形（xíng）的頻率? 按預習方案分別實驗並記錄。
4、鋸齒波發生電路
實驗（yàn）電路如圖8-4所示。
圖10-4鋸齒波發（fā）生電路
1、按圖接線，觀（guān）測電路輸出（chū）波（bō）形和頻率。
2、按預習時的方案改（gǎi）變鋸齒波頻率並（bìng）測量變化範圍。
六、實驗報告
1、畫出各（gè）實驗的波形圖。
2、畫出各實驗預（yù）習要求的（de）設計方案，電路圖。寫出實驗步驟（zhòu）及結果。
3、總結波形發生電路的特點，並回答。
(1)波形（xíng）產（chǎn）生電路需調零嗎?
(2)波形產（chǎn）生電路有沒有輸入端。
