1、信號發生器一、實驗目的1 、掌握集成運算放大器的使用方法，加深對集成運算放大器工作原理的理解。2 、掌握用運算放大器構成波形發生器的設計方法。3 、掌握波形發生器電路調試和制作方法。二、設計任務設計并制作一個波形發生電路，可以同時輸出正弦、方波、三角波三路波形信號。三、具體要求（ 1）可以同時輸出正弦、方波、三角波三路波形信號，波形人眼觀察無失真。（ 2）利用一個按鈕，可以切換輸出波形信號。（ 3）頻率為1 2KHz 連續可調，波形幅度不作要求。（ 4）可以自行設計并采用除集成運放外的其他設計方案（ 5）正弦波發生器要求頻率連續可調，方波輸出要有限幅環節，積分電路要保證電路不出現積分飽和失真。

2、四、設計思路基本功能：首先采用 RC橋式正弦波振蕩器產生正弦波，然后通過整形電路（ 比較器） 將正弦波變換成方波，通過幅值控制和功率放大電路后由積分電路將方波變成三角波, 最后通過切換開關可以同時輸出三種信號。五、具體電路設計方案I、RC橋式正弦波振蕩器如左圖1所示，正弦波振蕩器采用 RC橋式振蕩器廠生頻率可調的正弦信號。Jia、Jib、J2a、J2b為頻率粗調，通過 Ji J 2切換三組電容，改變頻率倍率。Ri采用雙聯線性電位器50k,便圖21電路的振蕩頻率為：f0 =2 二 RC將電阻12k, 62k及電容100n, 22n, 4.4n分別代入得頻率調節范圍為：24.7Hz127.6Hz

3、,1i6.7Hz603.2Hz , 583.7Hz3015Hz。因為低檔的最高頻率高于高檔的最低頻率，所以符合 實驗中頻率連續可調的要求。RP2 R4 R13組成負反饋支路，作為穩幅環節。R13與D1、D2并聯，實現振蕩幅度的自動穩定。D1、D2采用1N4001二極管。在multisim 軟件仿真時，調節電位器25%35%能夠起振。R +R. +R電路起振條件：Af =一p2_,代入數據解得 r<100,11kQRp2左n方波發生器由正弦波振蕩器產生的一定頻率的正弦信號經過比較器產生一同頻率的方波。如圖3。電路輸出端引入的限流電阻R6和兩個背靠背的穩壓管D3 D4（采用1N4734）組成

4、雙向限幅電路。UA741在這里實際上是一個電壓比較器，當輸入電壓比基準電壓高時，輸出高電平，當 輸入電壓比基準電壓低時，輸出低電平，輸出端輸出與輸入同頻率的方波。田比例運算放大電路轉換開關J5的作用是通過開關切換與比例運算放大電路連接，輸出一定幅度的正弦波或方波。通過調節RP3 （ 200k）調節放大倍數,= R6+Rp3右。如圖4所示。R9在 multisim 軟件仿真時，當Fh調節到50%時，（計算結果Af =0等3=10.033）放大前信號（左圖5）與放大后信號（右圖6）如下圖所示兩幅圖所占格數基本一致，左圖中每格代表10v,右圖中每格則代表100v,則此時信號約被放大了10倍Key-A

5、輸出- 放天后的正弦波或方波信號：三由波信號，：，：正弦波.R9 .-AAA，1眥17-41ED 3300IV三角波發生器被放大后的方波信號通過積分電路既可得到三角波。Uo =UidtR12C9T = R12c9 =0.01s>> t mtm是充電至飽和時間，將J公共端接到示波器上，當 J5與J狀態均處于上圖狀態時，輸出的是正弦波，當撥下 J5但J狀態如上圖時，輸出的是方波，當同時撥下J5與J時，輸出的是三角波。總電路圖如下圖所示: 六、實驗過程及內容：1 按照原理計算參數，確定選用電容電阻的參數2 按照原理圖用multisim進行仿真3 按照電路圖在電子實驗箱中連線，進行測試4

6、按照電路圖焊電路板5 對焊好的電路板進行測試：觀察波形及記下實際可調頻率，并進行誤差分析。觀察到的波形如下圖所示：實測頻率為：23.5 Hz 124.2 Hz , 113 Hz595 Hz, , 562Hz2870Hz七、數據處理分析1波形均未失真，符合設計要求2頻率實測值與理論值的比較低檔中檔高檔minmaxminmaxminmax實測值23.5124.21135955622870理論值24.7127.6116.7603.2583.73015相對誤差4.86%2.66%3.17%1.36%3.72%4.81%由上表可知，實測頻率均比理想頻率小，當仍符合低檔的最高頻率高于高檔的最低頻率，所以符合實驗中頻率連續可調的要求出現誤差的可能原因有：1）電容和電阻實際值和標值不完全一致，可能偏大。2）導線有微小阻抗，導致電路中阻抗增大。八、所用元器件列表名稱數量uA7414雙聯線性電位器50k1電位器200k2穩壓二極管1N47322二極管 1N40012撥動開關6電阻14電容9九、所用芯片介紹uA741 （單運放）是高增益運算放大器，用于軍事，工業和商業應用。這類單片硅集成電路器件提供輸出短路保護和閉鎖自由運作。芯片 引腳 和工作說明：1 和 5 為偏置 （ 調零端 ） ，2 為正向輸入端，3 為反向輸入端，4 接地，6 為輸出，7 接電源8 空腳內部結構圖：十、