模电实验方波发生器

方波发生器一、实验目的（1）学习运算放大器在对信号处理、变换和产生等方面的应用，为综合应用奠定基础。（2）学习用集成运算放大器组成波形发生器的工作原理。二、实验原理实际应用中通过电压比较可以产生方波，如图。负向输入端的电容充、放电时，其变化的电压与经过fR反馈回来的电压进行比较，就得到了方波。二极管1D，2D与电阻pR，3R组成的电路用来控制电容的充、放电时间，从而控制方波的占空比。稳压二极管zV的作用是限制和确定方波的幅度，因此要根据设计所要求的方波幅度来选择稳压二极管的稳定电压zV。此外，方波幅度和宽度的对称性也与稳压二极管的对称性有关。为了得到对称的方波输出，通常应选用高精度的双向稳压二极管。2R为稳压二极管的限流电阻，其阻值由所选的稳压二极管的稳定电流来决定。设接通电源后输出电压zVv0，二极管1D导通，2D截止，0v经pR向C充电，充电时间常数为CRp。当电容两端电压cV略大于同相输入端电压fV时，输出电压0v跳变为zV，二极管1D截止，2D导通，电容经3R向输出端放电，放电时间常数为CR3。当cV略小于fV时，输出电压0v又跳变为zV。如此周而复始进行，随着电容的充电放电，输出电压0v不断翻转，形成矩形波。输出脉冲高电平zVv0的时间为)21ln(11fpRRCRT输出低电平zVv0的时间为)21ln(132fRRCRT振荡频率为fpRRCRRTTTf132121ln111占空比为31RRRTTDpp可见，调节电位器pR，改变电阻3R的大小，即可调节输出脉冲的宽度。但由于受运算放大器上升速率的限制，不能得到太窄的矩形波。三、实验内容及步骤（1）仿真分析：在Multisim13电路窗口创建如图电路。单击仿真开关，进行仿真分析，此时示波器XSC1通道A显示的曲线表示电容充、放电时负向输入端的波形情况；通道2显示的波形为方波。（2）实验室操作：1.按图连接好电路，检查无误后，接通V12直流电源。2.用示波器观察0v，cv处的波形，记录波形并比较它们之间的相位关系。3.用示波器测量0v，cv处波形的幅值和频率。4.调节可变电阻pR，用示波器观察输出电压0v的变化情况。5.当21TT，（即占空比%50D）时，测量电阻fR的大小，将理论值和实测值进行比较。四、实验器材（1）双路直流稳压电源一台。（2）示波器一台。（3）万用表一块。（4）集成运算放大器（741A）一片。（5）二极管两个，稳压二极管两个。（6）电容一个。（7）电阻五个。五、实验数据及结果分析方波发生器仿真图如下：【实测效果】Vo=1.597VVc=4.780Vf=77.08Hz