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北邮22信通一枚~ 持续更新模电实验讲解 关注作者,解锁更多邮苑模电实验报告~ 获取更多文章,请访问专栏: 北邮22信通——电子电路_青山如墨雨如画的博客-CSDN博客 实验七 三角波-方波(锯齿波-矩形波)发生器实验报告(指导) 目录 实验目的: 实验设备及器件: 实验内容: 1.测试 *讲解: *(1)uA741的8个引脚: *(2)电路图的实物连接: *(3)WaveForm模块 2.计算 3.仿真 *仿真说明: *1.一些奇怪现象 *2.注意普通二极管的选取 *3.注意集成运放的选取 *4.泰克仿真器or示波器? *5.运行电路图 4.实验数据及数据分析 注:这篇文章两个目录并行,用带*和不带*作区分。带*的部分(红色加粗)是讲解指导部分,其余部分是原实验报告固有文字。文章没有完全写完,验收急用的友友先看看,后续会继续完善的。 实验目的:学习、理解、掌握由运算放大器构成的施密特比较器、积分器的原理,掌握锯齿波-矩形波(三角波-方波)发生器的构成方式,波形参数与电路元件值的关系,通过对理论计算、仿真、测试的数据对比分析获得对电路原理及实践能力的提升。 实验设备及器件:笔记本电脑(软件环境:Multisim13.0、WaveForms2015) AD2口袋仪器 电容:0.1μF 电阻:200Ω、10kΩ*4、30kΩ*3 二极管:发光二极管*2(红色或绿色)、普通二极管*2 运放:μA741*2 面包板、连接线等 实验内容:用两片μA741构成的三角波-方波发生器(施密特触发器+积分电路)见图1。
(使用红色发光二极管): *讲解: *(1)uA741的8个引脚:·Pin1和Pin5(偏移N1和N2) : 这些引脚用于在必要时设置偏移电压 ·Pin2 (IN-) : 运算放大器的反相引脚。Pin3(IN+): 运算放大器的同相引脚。 ·Pin4 (Vcc-): 此引脚接地,否则为负轨 ·Pin6(Output): 运算放大器的o/p引脚 ·Pin7(Vcc+): 此脚连接到电源的+ve轨。 ·Pin8(NC): 无连接 *(2)电路图的实物连接:电路图很复杂,所以注意事项也有很多。 (2.1).区分发光二极管的正负极:
(2.2)区分普通二极管的正负极:
(2.3)关于一个AD2实现两组VCC的输入的方法:
(2.4)电路图搭建:(感觉自己是用线用的最少了)(注意两个uA741是屁股对屁股的,这样连线的时候方便一点) (2.5)搭建电路图的时候注意事项: 一定注意R3这个电阻,它和D2是有连线的!!! 发光二极管尽量选发光颜色相同的!不然实验误差会很大! (2.6)AD2连接: 本实验共使用了AD2的78引脚: 用于绘制Vo1和Vo波形的两组示波器正负引脚channel1的1+和1- channel2的2+和2-; 用于给直流电压接地的两个“向下箭头”; 用于提供正直流电压VCC+的V+; 用于提供负直流电压VCC-的V-; 下面逐一连接上面的8条线; ![]() 对直流电源的地线比较好接,略一下哈~ ![]()
最后一起接地线: 直流电源的两个地线,最左边的uA741还有一个地线千万别忘了。
(2.7)检查电路: 看电路中地线一行(一列),一共有8个接地的引脚: channel1和channel2的1-,共计两个; 直流电压接地的,共计两个; 两个发光二极管每个发光二极管各有一个,共计两个; 第一个uA741的2引脚接地,共计一个; 第二个uA741相连的R6电阻,共计一个; 总共共计8个。 检查无误后,执行下一步; *(3)WaveForm模块
![]()
(1)按图1搭建电路,使用AD2测试vo1和vo的波形(屏幕拷贝波形并贴于下方,图2),观察测试的波形,给出方波及三角波的高电平、低电平、方波的高电平持续时间、方波的低电平的持续时间、占空比、振荡周期,并填入表1。 将两个波形的偏置调零,得出最终图像; 点击右上角这个按键或双击曲线,即可测量相应数值; (2)令图1中的R4=10 kΩ,其他器件参数不变,构成锯齿波-矩形波发生器,使用AD2测试vo1和vo2的波形(屏幕拷贝波形并贴于下方,图3),通过波形给出锯齿波及矩形波的高电平、低电平、矩形波的高电平持续时间、矩形波的低电平的持续时间、占空比、振荡周期,并填入表2。 操作方法同上。 2.计算计算部分请大家参考书上7.5节施密特触发器,比我讲的明白( (1)利用测试(1)所得的方波高电平和低电平值(输出vo1,也就是发光二极管在该工作条件下的正向压降,计算周期时可使用正负峰值的平均值计算),并根据电路器件参数,理论计算三角波输出端(vo)的高电平和低电平值、方波高电平持续时间、方波低电平的持续时间、占空比、振荡周期,并填入表1。(计算时需要考虑D3、D4二极管正向压降的影响,鉴于选用二极管的特性及实验中流过D3、D4二极管的电流只有100μA左右,取正向压降为0.5V)。 从测试波形可知: vo1的高电平为:Vo1mP= V; vo1的低电平为:Vo1mN= V; 计算时取vo1高低电平绝对值的平均值为幅值:Vo1m=+- V; 可算出施密特触发器的阈值电压(即vo的峰值电压vop):Vop=+- V; 电容的充电电流表达式: mA; 方波的高电平持续时间: ms; 方波的低电平持续时间: ms; 周期: ms; 占空比: 。 (2)令图1中的R4=10 kΩ,其他器件参数不变,理论计算锯齿波输出端(vo)的高电平和低电平值、矩形波高电平持续时间、矩形波低电平的持续时间、占空比、振荡周期,并填入表2。 (因只改变的R4的电阻阻值,计算时只需修改包含R4的相关公式,计算参数即可) 方波的高电平持续时间: ms; 方波的低电平持续时间: ms; 周期: ms; 占空比: 。 3.仿真(1)利用Multisim仿真三角波-方波电路vo1、vo的波形,(屏幕拷贝波形并贴于下方,图4),通过波形得出方波及三角波的高电平、低电平、方波的高电平持续时间、方波的低电平的持续时间、占空比、振荡周期,并填入表1。 *仿真说明:目前有些现象小编也解释不清楚。和uu们线上线下讨论的时候,发现有的同学发光二极管在仿真的时候只会亮一个。最开始的时候我这个仿真情况也是那样,后来不知道怎么调的LED2突然整个都变成黑色的了,然后两个二极管就同时都亮了。有知道的uu快来评论区指导一下。 *2.注意普通二极管的选取研究了一下泰克仿真器,反正我觉得好像没什么大用,因为只能得到一些很有限的数据。不如直接用波特仪进行读取。 泰克仿真器:最右边一列最下面那个。 用法:Multisim9电子技术基础仿真实验第三章十四泰克仿真数字示波器 - 百度文库 *5.运行电路图开始的时候,示波器显示的波形是直线。请耐心等待。 ![]() ![]() ![]() (2)令R4=10 kΩ,利用Multisim仿真锯齿波-矩形波电路vo1、vo的波形,(屏幕拷贝波形并贴于下方,图5),通过波形得出锯齿波及矩形波的高电平、低电平、矩形波的高电平持续时间、矩形波的低电平持续时间、占空比、振荡周期,并填入表2。 同上,都需要等待一段时间。uu们切记看到波形是直线就认为自己做错了,需要耐心等待哦 4.实验数据及数据分析表1 三角波-方波的波形数据 输出 参数 计算 仿真 测试 方波 高电平(V) 低电平(V) 高电平持续时间(ms) 低电平持续时间(ms) 周期(ms) 高电平占空比(%) 三角波 高电平(V) 低电平(V) 表2 锯齿波-矩形波的波形数据 输出 参数 计算 仿真 测试 矩形波 高电平(V) 低电平(V) 高电平持续时间(ms) 低电平持续时间(ms) 周期(ms) 高电平占空比(%) 锯齿波 高电平(V) 低电平(V) 对比分析计算、仿真、测试的波形和主要参数(幅度、周期、高低电平的持续时间、占空比等参数)。分析内容包括且不限于: 发光二极管的作用? 发光二极管模型与实际使用发光二极管的差异,主要影响那些电路参数? 二极管D3、D4在锯齿波-矩形波电路中充放电电流是否相同,若不同,哪个二极管的正向压降更大些? 思考分析:若三角波-方波发生器的两个发光二极管的正向电压不同(以VD1 |
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