RC波形发生电路实验文档格式.docx
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在稳态，输出为Vz的时间可用以下方法推导：
在起始时刻，电容上的电压为Vc（0）=-FVz,电容充电的终了电压为Vz，所以电容上的电压为
Vc（t）=Vz+（-FVz-Vz）e^（-t/RC）
当电容上的电压达到FVz时，电路翻转，记电容充电时间为τ
FVz=Vz+（-FVz-Vz）e^（-t/RC）
Τ=RCln（1+F）/（1-F）
输出方波的周期为2τ，所以输出方波的周期为
T=2（Rp+R4）Cln（1+2R1/R2）
（2）
占空比可调的矩形波发生器
与方波发生器相比，非C正向充电和反向充电使用的不同的路径，从而使得高电平持续时间和低电平持续时间不同。
当输出为高电平Vz时，运放输出的电流经Rpp，D1,R4向电容充电，类同于对方波发生器的分析，忽略二极管的开启电压，容易得到输出高电平的持续时间为
τ1=（Rpp+R4）Cln（1+2R1/R2）
类似地可求得输出低电平的持续时间为
τ2=（Rpn+R4）Cln（1+2R1/R2）
输出的周期为T=τ1+τ2=（Rp+2R4）Cln（1+2R1/R2）
占空比为η=τ1/τ2=（Rpp+R4）/（Rpn+R4）
（3）
三角波发生器
设电路通电瞬间，即t=0时，电容上的电压为0，积分器输出vo=0，过0比较器输出为vo1=Vz，这时运放AR1正相输入端电压为
Vp1=（Vz-vo）Rp/（R1+Rp）+vo=RpVz/（R1+Rp）+voR1/（R1+Rp）>
运放AR1输出保持为高电平。
积分器输出线性地下降。
当Vp1等于0时，对应于时刻τ，这时过0比较器翻转，vo1=-Vz，记此刻的积分器输出电压值为VoN，有RpVz/（R1+Rp）=-R1VoN/（R1+Rp）
解得VoN=-RpVz/R1
VoN=-1/R3C
=-Vzτ/R3C
三角波周期为T=4τ=4R3RpC/R1
幅值为Vom=|von|=RpVz/R1
（4）锯齿波发生器
与三角波发生器相比，不同之处是：
给C正向充电和反相充电使用了不同的路径，从而使得输出Vo1高电平持续时间和低电平持续时间不同。
电容反相充电电流经过C,R4,Rpn，D2，类似于对三角波周期的推导，忽略二极管的开启电压，容易得到锯齿波的下降时间为
τ2=2（Rpn+R4）R1C/R2
电容正向充电电流经过C,R4,Rpp，D1，忽略二极管的开启电压，容易得到锯齿波的上升时间为
τ1=2（Rpp+R4）R1C/R2
锯齿波的周期为T=τ1+τ2=2（Rp+2R4）R1C/R2
类似于对三角波幅值的推导，容易得到锯齿波的幅值为Vom=R1Vz/R2
4、实验项目
1.仿真
仿真值
R4+Rp/kΩ
20
40
60
80
100
幅值/v
周期/ms
分析：
随着Rp阻值的改变，幅值几乎不发生变化，但是周期随着Rp的增大而增大
结论：
符合预期。
（2）占空比可调的矩形波发生器
R4+Rpp/kΩ
R4+Rpn/kΩ
幅值/V
占空比
1
2
5
无论Rpp和Rpn怎么变，矩形波的幅值不变，当占空比为1的时候周期最长，而当占空比越偏离1的时候，周期越小，但是这个差距并不明显。
（3）三角波发生器
Rp=10kΩ
Vo
Vo1
Rp=15kΩ
通过改变Rp的阻值可以改变三角波的周期
Rp变大，三角波的周期变大
（4）斜率可调锯齿波发生器
Rp/kΩ
10
30
50
70
90
τ1/ms
τ2/ms
随着Rp的改变，当Rp处于滑动变阻器的中间值时幅值最大，从中间向两边递减。
周期几乎没什么变化。
2.实物实验
实验值：
理论分析值：
T/ms
22
同仿真
周期数据比仿真值和理论计算值要小很多，周期实验数据可能出错，幅值数据大约是仿真的2倍
理论分析值
同仿真。
幅值数据大约是仿真的2倍，周期数据比仿真数据小一些而理论值小更多，实验有误差
改变Rp的值，即可改变三角波的周期，且Rp的值越大，三角波的周期越大
周期数据大致相等，幅值数据大约是仿真的2倍
理论估算值
44
τ1和τ2数据与理论计算值差不多，周期数据大致相等，幅值数据大约是仿真的2倍，τ1和τ2数据和仿真相差很大
仿真数据不精确，实验和理论相符。
五、实验小结和思考题
1.实验小结
本次实验比较顺利，在老师的两次帮助下提前完成了。
这次实验我认识到了电路板上电源出的保险丝的重要性，由于电路中有短路线路，保险丝熔断保护了电路，证明老师以前一直强调的电源接法对安全的重要性。
本次实验最大的失误在于把书上电路图中的“+”号误以为是电源接入点，把电源正相输入端连了放大器负极，导致大错。
仿真的时候学习到了用串接稳压管的方式来制作双向稳压管，更一步熟悉了器件搭试。
2.思考题
（1）R3的阻值不能过大，否则电路不起振，但是过小的话流过的电流会太大造成不安全因素，故综合以上两点调节。
（2）足够小，这样反向充电电压翻转的时间就足够小，减小对输出波形的影响
6、原始数据
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