1．若输入信号与放大器的同相端连接，当信号正向增大时，运算放大器的输出是正还是负？
2．若输入信号与放大器的反相端连接，当信号负向增大时，运算放大器的输出是正还是负？
实验六 方波、矩形波发生器
一．实验目的
1．掌握波形发生电路的特点和分析方法。 2．熟悉波形发生器设计方法。
二．实验仪器
1．TPE-A3型模拟电路实验箱 2．V-252型双踪示波器
三．预习要求
1．分析图6—1电路的工作原理，定性画出Vo和Vic的波形。 2．计算图6—1电路中RP在最大和最小时Vo的频率。
3．图6—3电路如何使输出波形占空比变大？利用实验箱上所标元器件画出原理图。 4．根据附录二画出电路6—1、6—3的接线图。
四．实验原理 1．方波发生器
电路如图6—1所示。由图可见，由R1，R2组成了正反馈网络。当有输出电压vo时，则反馈到同相端的电压
图6—1 方波发生器
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R1v??vo。而负反馈却是由R、C组成的充、放电回路，运放在此仅起着比较器
R1?R2的作用。它利用电容两端电压vc和v+比较，决定着vo的极性是正或是负，vo的极性又决定着通过电容的电流是充电（使vo增加）还是放电（使vo减小），而vc的高低，再次和v+比较决定vo的极性，如此不断反复，就在输出端产生周期性的方波。可以证明方波的频率为
fo?1?T1R2RCln(1?21)R2
由此可知，方波频率不仅与RC有关，还与正反馈网络的R1、R2比值有关，调节电位器RP以改变R值，从而改变方波信号的频率。图6—2示出了电容两端电压vc和输出电压vo的波形图。
v +VZ vo vC ?R1VZR1?R20 ?R1VZR1?R2t -VZ T 图6—2 vc和vo的波形图 2．宽度可调的矩形波发生器
由方波发生器电路可以看出，如果设法改变充、放电时间常数，即可实现矩形波宽度可调。其电路如图6—3所
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Vc
R
10K
R1
示。当RP动臂下移时，充电时间常数将大于放电时间常数，则波形变宽。反之则变窄。图6—4所示输出电压vo的波形正属于这种情况。因此通过调节RP，即可连续地改变其占空比D?t的大小。 T五．实验内容 1．方波发生器
①在模拟电路实验箱上按图6—1连线。
②用双踪示波器观察vc、vo的波形，测量它们的电压峰峰值，并在坐标纸上描绘这两个波形。调节RP，观察方波频率变化情况，在RP调至最大和最小时，分别测量出fmax和fmin并与理论值比较填入表6—1中。
表6—1
Vo Vc RP=100K Vo Vc 电压幅值V（V） 理论值 RP=0 测量值 频率f（Hz） 理论值 测量值 ③*要想获得更低的频率应如何选择电路参数？试利用实验箱上给出的元器件进行条件实验并观测之。
2．占空比可调的矩形波发生电路 ①在模拟电路实验箱上按图6—3连线。
②把RP调至中间位置，用双踪示波器观察vc、vo的波形、频率、占空比，并在坐标纸上绘制它们的波形。
③调节RP，观察矩形波宽度变化情况，当RP置于最大和最小时，用示波器测量两种情况下的占空比，填入表6—2中。
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表6—2
相对于图12—3 RP的中心抽头的位置 最上 最下 周期T（mS） 高电平时间t（mS） 占空比（t/T） 理论值 测量值 理论值 测量值 理论值 测量值 ④*若要使占空比更大，应如何选择电路参数并用实验验证。 六．实验报告
1．整理实验中的数据及波形，总结方波发生电路的性能和特点。 2．分析实验结果与理论计算的误差原因。
实验七 三角波发生器
一．实验目的
1．掌握三角波发生电路的特点和分析方法。 2．熟悉波形发生器设计方法。
二．实验仪器
1．TPE-A3型模拟电路实验箱 2．V-252型双踪示波器
三．实验原理
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图7—1
由图7—1可以看出，三角波发生电路由滞回比较器和积分电路两部分组成。若VO1=+6V，则电容C充电，VO2按线性规律逐渐下降，当VO2下降到零以后再下降到一定程度，使A1的V+略低于V-，即V+略低于零时，VO1从+6V跳变为-6V，同时V+也跳变到更低的值（比零低得多）。在VO1变为-6V后，电容放电，VO2按线性规律逐渐上升，当VO2上升到一定程度，使A1的V+略大于零时，VO1从-6V跳回到+6V。如此周而复始，产生振荡。由于电容充电回路与放电回路相同，积分电路输出电压上升与下降时间相等，上升与下降的斜率之绝对值也相等，因此VO2是三角波。
综上所述，可画出图7—1三角波发生器电路VO1和VO2的波形，如图7—2所示。可见图7—1所是电路既能输出三角波，又能输出方波。
三角波的幅值：VO2?三角波的频率：f?
四．实验内容
①在模拟实验箱上按图7—1连线。
图7—2三角波发生电路的波形
R1VZ R2R21 ?T4R1R4C ②用双踪示波器同时观察VO1和VO2的波形，测量它们的电压峰峰值及频率，并在坐标纸上描绘这两个波形。将测量结果记入表7—1中。
表7—1
VO1 VO2
电压幅值V（V） 理论值 测量值 频率f（Hz） 理论值 测量值 25