三角波形信号发生器设计

实验二十三　综合应用实验——波形变换电路

一、实验目的

1．学习用各种基本电路组成实用电路的方法。

2．进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术。

二、实验仪器

1．双踪示波器

2．万用表

3．毫伏表

4．频率计

三、实验原理

我们采用方波—三角波—正弦波变换的电路设计方法。电路图如图5－79所示。

图5－79　三角波—方波—正弦波函数发生器实验电路

如图5－79所示电路是由三级单元电路组成的，在调试多级电路时，通常按照单元电路的先后顺序进行分级调试与级联。

四、实验内容

对照图5－79，开关S相当于选择连接上那个电容，现连接C₁，此综合实验用到了运放系列模块和差动放大模块，在这两个模块中按图5－79连接好完整的电路。

1．方波—三角波发生器的调试

将R_P3与C₄断开，由于比较器U₁与积分器U₂组成正反馈闭环电路，同时输出方波与三角波，这两个单元电路可以同时调试。先使R_P1＝10kΩ，R_P2取2．5kΩ～70kΩ内的任一阻值，否则电路可能会不起振。只要电路接线正确，U₀₁输出为方波，U_o2为三角波。

（1）打开直流开关，用示波器监视U_o1、U_o2波形，微调R_P1，用毫伏表测量三角波的幅度范围，调节R_P2，用频率计测量出可连续调节的频率范围。

（2）把电容C₁换为C₂，重复内容（1）。

2．三角波—正弦波变换电路的调试

（1）回顾实验七差动放大器的实验内容。

（2）将R_P3与C₄连接，调节R_P3使三角波的输出幅度适当，此时U_o3的输出波形应接近正弦波，调整R_P4、R_W可改善正弦波波形。

3．性能指标测量与误差分析

恢复好完整的电路连接图：

（1）输出波形

用示波器观察正弦波、方波、三角波的波形，并调节好波形记录之。

（2）频率范围

函数发生器的输出的频率范围一般分为若干波段，低频信号发生器的频率范围为：1～10Hz，10～100Hz，100Hz～1kHz，1～10kHz，10～100kHz，100kHz～1MHz等六个波段，测出本实验函数发生器可输出那几个波段。

（3）输出电压

输出电压一般指输出波形的峰峰值，用示波器测量出各种波形的最大峰峰值。

（4）＊波形特性

表征正弦波特性的参数是非线性失真系数（一般要求小于3%），表征三角波特性的参数也是非线性失真系数（一般要求小于2%）。表征方波特性的参数是上升时间，一般要求小于100ns（1kHz，最大输出时）。若有失真度测试仪可以测试一下失真系数。