05-正弦波产生与精密全波整流

1波形发生与精密全波整流一、实验目的二、正弦波产生电路原理三、精密全波整流电路原理四、实验内容五、实验注意事项六、实验报告要求2一、实验目的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;掌握由集成运算放大器构成的RC桥式振荡电路的工作原理、振荡频率和输出幅度的测量方法；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RPVN+12VVo100kD2-12V+–D1R118kR5.1kARC0.033uFCR210kVPRf=R2+RPRC串并联网络构成正反馈，以产生正弦自激振荡；其余为同相放大器;R1、R2、RP构成负反馈，调RP可改变负反馈系数，从而调节放大器增益，使其满足振荡的幅值条件；D1、D2的作用是有利于正弦波的起振和稳定输出幅度，改善输出波形。4二、正弦波产生电路原理当输出电压Vo的值很小时，D1、D2开路，等效电阻Rf较大1vf1fopRRVAVR较大，有利于起振；而当输出电压Vo的幅值较大时，二极管D1、D2导通，Rf减小，随之下降，Vo的幅值趋于稳定。vfAvfARC串并联选频网络中，设并联阻抗为Z1，串联阻抗为Z2，振荡角频率，则01RC121,1RZZRjRCjC正反馈系数为1v01201,3()ZFZZj5二、正弦波产生电路原理当时，反馈系数的幅值为最大，即v13F而相角，此时，经RC串并联网络反馈到运算放大器同相输入端的电压VP与输出电压Vo同相，满足自激振荡的相位条件。如果此时，则满足的起振条件。v0o0vf3Avf1vAF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，放大电路的增益由过渡到，达到幅值平衡状态。vf3Avf3A设振荡频率则由可算得0945,0.033fHzCuF01RC5.1RK6三、精密全波整流电路原理ViVo2+15V-15V+–Vo1Rf210kRf120kR210kD2+15V-15V+–D110kR110kR310kA1A23.3kVi0时，D1截止，D2导通，A1为反相比例放大电路，A2为反相加法电路10112fiiRVVVR7三、精密全波整流电路原理ViVo+15V-15V+–Vo1Rf210kRf120kR210kD2+15V-15V+–D110kR110kR310kA1A23.3k2200101232ffiiiiiRRVVVVVVVVRRVi0时，D1导通，D2截止：0100,iVVV8四、实验内容（一）1．按图4.9.1接线，调节RP使电路产生振荡，观察负反馈强弱对输出Vo波形的影响;2．在Vo波形不失真时，分别测出输出Vo的峰-峰值和振荡频率fo;9四、实验内容（二）1．电路调零。将输入端接地(使Vi=0),缓慢调节运放调零端的外接电位器，使输出电压为零；2．输入正弦电压Vi=6V（峰-峰值）、f=1kHz，用示波器的YT格式观察并记录Vi、Vo1、Vo的波形，标出它们的幅值；3．直接用示波器的X-Y方式观察并记录该电路的电压传输特性曲线。10二极管实验9,11用的类型（实发型号-开关二极管1N4148）普通二极管（单向导电性）发光二极管稳压（二极）管实验10用稳压管（某种型号-2CW7貌似同但个头稍大勿随意混用杂用）11运放调零方法-教材208面零点漂移现象：运放作为直流放大器时，要求零输入对应输出也应为零。但由于运放的第一级采用差分放大器，差分电路不可能完全对称，存在严重的失调电压和失调电流，导致运放应用时出现零输入但输出不为零的现象，即为零点漂移现象。可忽略调零设置的情况当运放工作在正向或负向饱和输出，如方波产生、比较器时（如实验十），无需调零；……需要调零的情况:通常运放在直流状态和线性应用时要调零。调零的方法:一般采用外接调零电位器来实现调零，有些运放提供调零端，而也有不提供调零端的。12•普通单级电路－可不加•一般多级电路－首级静态调0•多级精密电路－动态调0741&运放调零－教材p208面12348765NCV+V-输入+输入-调零Vo调零运放741静态调零电路13操作要点：（1）确认CH1、CH2信号本身正确。正常YT方式，CH1－输入，CH2－输出，（耦合＝直流，垂直灵敏度合适）（2）DS2000示波器：水平调节区菜单Menu键，屏显菜单“时基”，由YT--XY，OK。（3）根据此时屏幕上的零点标识以及X，Y垂直灵敏度，确定坐标轴，读记关键点数据，作图。示波器通常是YT方式：通道信号电压Y轴纵向变化，横向X轴是T-Time。而X-Y方式，是CH1的信号电压量当X轴坐标量，而CH2的信号电压量当Y轴坐标量，直接在示波器屏幕上显示构成曲线。通常CH1－X轴接电路输入信号，CH2－Y轴接电路输出信号，所以构成的曲线才是合乎理论的输入输出传输特性曲线。示波器X-Y方式—RigolDS示波器14标号1，即CH1的零点，表示X=0的位置，对应直线是Y轴线标号2，即CH2的零点，表示Y=0的位置，对应直线是X轴线根据坐标原点可知此点X=-1格，Y=+2格，再根据通道垂直灵敏度得当X=输入=-2V时Y=输出=+2V。标明X轴线和Y轴线交点即坐标原点。15示波器X-Y方式--TDS示波器操作要点：（1）确认CH1、CH2信号本身正确。正常YT方式，CH1－输入，CH2－输出，（耦合＝直流，垂直灵敏度合适）（2）TekTDS示波器：将CH1、CH2两通道的零电平线重合并对准示波器屏幕上的中线；此后不要随意动通道Position旋钮！！（3）示波器Display主命令键，屏显菜单中“格式”由YTXY，OK。此时屏幕中心点即坐标原点！（4）根据X，Y垂直灵敏度，读记关键点数据以便作图。示波器通常是YT方式：通道信号电压Y轴纵向变化，横向X轴是T-Time。而X-Y方式，是CH1的信号电压量当X轴坐标量，而CH2的信号电压量当Y轴坐标量，直接在示波器屏幕上显示构成曲线。通常CH1－X轴接电路输入信号，CH2－Y轴接电路输出信号，所以构成的曲线才是合乎理论的输入输出传输特性曲线。16TekTDS示波器X-Y方式利用CH1和CH2的垂直控制Position旋钮可改变XY坐标系位置。旋旋钮时，屏幕下方会提示当前坐标系位置。显示的位置以div（格子）为单位。由这一对数值可确定原点位置。比如调到了0,0（div）即屏幕显示区中心点，可以此定坐标系。直接在XY显示状态下确定坐标系原点方法：此时没有0电位箭头指示了！没有原点无法读数。CH1：1divCH2：－1divCH1：0divCH2：0div另外方法：CH1和CH2交替接地耦合，屏幕则交替显示Y轴和X轴，以此可调整和确定坐标系。1712348765NCV+V-输入+输入-调零Vo调零缺口标志A741引脚图信号正电源信号负电源五、实验注意事项18•双电源的连接R1Rf27k16kvO23674-15V+15V74115V15V－15V+15V地稳压电源++五、实验注意事项191.教材基本要求P101和P106；2.相应实验的数据与幅频特性曲线；3.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，分析原因，说明解决的办法和过程；5.思考题：P101和P106---1，2六、实验报告要求20下周安排音乐彩灯控制电路及音响放大器（实验十二、十三、三十、三十一）