国家电工电子实验教学中心
模拟电子技术
实验报告
实验题目：多种波形发生电路
学院：电子信息工程学院
专业：自动化
学生姓名：陈宗志
学号：11212057
任课教师：任希
2013 年06 月03 日
目录
实验报告 0
实验题目：多种波形发生电路 0
1 实验题目及要求 (2)
2 实验目的与知识背景 (2)
2.1 实验目的 (2)
2.2 知识点 (2)
3 实验过程 (3)
3.1 选取的实验电路及输入输出波形 (3)
3.2 每个电路的讨论和方案比较 (4)
无失真正弦波： (10)
方波：改变正弦的频率影响方波的频率 (10)
三角波： (11)
4 总结与体会 (12)
5 参考文献 (13)
1 实验题目及要求
实验题目：多种波形发生电路
1．基本部分
（1）基于集成运算放大器设计一RC正弦波振荡电路
（2）基于集成运算放大器设计一方波、三角波发生器
2. 发挥部分
（1）用三极管设计西勒三点式正弦波振荡器。
f=5MHz±5% Vpp≥0.3V
（2）去处正弦波的谐波成分。
（3）将振荡器频率提高至10MHz±5%的范围。
2 实验目的与知识背景
2.1 实验目的
通过实验学会用运算放大器构成波形发生电路的设计方法，加深对相关理论的深刻理解，掌握稳定波形去除谐波成分和提高振荡频率的方法，培养通过现象分析电路结构特点，进而改善电路的能力。
2.2 知识点
1. 振荡电路、比较电路和积分电路
2. LC高频振荡电路
3. 消除振荡失真方法
3 实验过程
3.1 选取的实验电路及输入输出波形
设计原理：
multisim仿真电路：
示波器输出图像：
3.2 每个电路的讨论和方案比较
（在实验过程中遇到的问题包括自拟构思的问题、产生原因、解决方法。）
1、正弦波
采用RC 桥式振荡器（如图3）, RC 串并联网络是正反馈网络，Rf 和R1为负反馈网络。
为满足振荡的幅度条件
|F A |=1，所以Af ≥3。加入Rf 、
R1支路，构成串联电压负反馈。
当电路达到稳定平衡状态时： 3
=∙
V A 31o
f =
=∙V V F V
RC f f π210=
=
由以上原理可设计出产生正弦波的电路图：
其中与两个二极管并联的电位器可以进行微调调节，只要满足其阻值与R2
的和略大于2R1使|F A |>1,电路便可起振，随着输出的增大A 自动降到|F A
|=1，使得输出稳定在某一值。通过调整并串谐振网络中的电阻阻值便可调整输出频率的范围。
为了使振荡幅度稳定，通常在放大电路的负反馈回路里加入非线性元件来自
动调整负反馈放大电路的增益，从而维持输出电压幅度的稳定。图中的两个二极管D1，D2便是稳幅元件。当输出电压的幅度较小时，电位器两端的电压低，二极管D1、D2截止，负反馈系数由R2、R1及R 决定；当输出电压的幅度增加到一定程度时，二极管D1、D2在正负半周轮流工作，其动态电阻与R4并联，使负反馈系数加大，电压增益下降。输出电压的幅度越大，二极管的动态电阻越小，电压增益也越小，输出电压的幅度保持基本稳定。
为了维持振荡输出，必须让3
11
=+R R f
为了保证电路起振，需满足3
11
≥+R R f
当：R1=R2=R ，C1=C2=C 时，电路的振荡频率 ：
起振的幅值条件：21≥R R f
2、方波三角波的设计原理
方波三角波原理图如下
RC
f π21
=
A1构成迟滞比较器
同相端电位Vp 由VO1和VO2决定。利用叠加定理可得：
当 Vp ＞0时，A1输出为正，即VO1 = +Vz ；当 Vp ＜0时，A1输出为负即VO1 =-Vz 。
A2构成反相积分器
VO1为负时，VO2 向正向变化，VO1 为正时，VO2 向负向变化。假设电源接通时VO1=-Vz ，线性增加。
当： 时，可得：
当VO2上升到使Vp 略高于0V 时，A1的输出翻转到VO1=+Vz 。
同样： 时 当VO2下降到使Vp 略低于0时，VO1 =-Vz 。这样不断的重复，就可以得到方波VO1和三角波VO2。其输出波形如图5所示。输出方波的幅值由稳压管DZ 决定，被限制在稳压值±Vz 之间。 电路的振荡频率：
方波幅值： =±
021
22
01121V
R
R R
V R R R V P +++=Z
V R
R V
2
102=0
)()(2
1
122121=++-+=Z Z P V R R R R R V R R R V Z V R R
V 2
102
-=2014W R f R R C =
01V Z V
三角波幅值： =
调节可改变振荡频率，
但三角波的幅值也随之而变化。
3、LM324集成芯片
LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外
形如左图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，
除电源共用外，四组运放相互独立。
每一组运算放大器可用图3-1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图3-2。
由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。如图各对应管脚。
W
R
