东南大学模电4波形产生电路

东南大学电工电子实验中心

实验报告

课程名称：模拟电子电路实验

第 4 次实验

实验名称：波形产生电路

院（系）：吴健雄学院专业：电类强化班

姓名：学号： 610142

实验室: 1实验组别：

同组人员：实验时间：2016年5月27日评定成绩：审阅教师：

一、实验目的

1.掌握方波信号产生的基本原理和基本分析方法，电路参数的计算方法，各参数对

电路性能的影响；

2.掌握滤波器的工作原理、基本参数的测量方法和工程设计方法；

3.掌握多级电路的级联安装调试技巧；

4.熟悉 FilterPro、MultiSim 软件高级分析功能的使用方法。

二、实验内容

1. 基本要求

使用 555 芯片、74LS74 芯片和通用运放等芯片，设计制作一个频率可变的可输出方波 I、方波 II、三角波、正弦波 I、正弦波 II 的多种波形产生电路。

(1)产生频率为 2kHz-5kHz 的方波 I 作为信号源；利用此方波 I，可在四个通道输

出

4 种波形：每通道输出方波 II、三角波、正弦波 I、正弦波 II 中的一种波形，

每通道输出的负载电阻均为 600 欧姆。

(2)五种波形的设计要求：

产生频率为 2kHz-5kHz 连续可调，输出电压幅度为 1V 的方波 I；

原理图：

考虑采用555定时器，利用二极管调整占空比为50%，为提高负载能力，利用分压电路后级联电压跟随器。

仿真波形为：

实际波形为：

可以看到，实际波形表现出来的是峰峰值，占空比%，频率为，这是精确到不能再精确的设计。

1）利用方波 I，产生频率为 500Hz-1kHz 连续可调，输出电压幅度为 1V 的方波 II；

原理图如下：

利用74161分频，并在最后输出处将5V分压至1V：

仿真为：

实际波形为：

频率为低频时：

频率为高频时：

可以看到，幅度均为，堪称完美。

2）利用方波 I，产生频率为 500Hz-1kHz 连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V 的三角波；

原理图：

利用积分电路将方波积分为三角波：

仿真结果为：

实际经过电位器调整部分阻值和用电容级联使其变为双极性波形，得到波形如下：低频时：

高频时：

峰峰值也为。

3）利用方波 I，产生输出频率为 2kHz-3kHz 连续可调，输出电压幅度峰峰值为 3V 的正弦波 I；

原理图：

二阶有源低通滤波电路：

仿真可得：

示波器显示为：

2khz时：

3khz时：

在实际情况中，幅度值和占空比均可通过电位器调节，以达到预期效果。

(3)方波、三角波和正弦波输出波形应无明显失真（使用示波器测量时）。频率误差

不大于 5%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于 5%。

实验表明，均达到了1%内的误差。

(4)每通道输出的负载电阻 600 欧姆应标示清楚、置于明显位置，便于验收。

均使用了600欧姆负载。

2. 提高要求

(1)方波、三角波和正弦波输出波形应无明显失真（使用示波器测量时）。频率误差

不大于 1%；

均达到。

(2)方波、三角波和正弦波输出波形应无明显失真（使用示波器测量时）。通带内输

出电压幅度峰峰值误差不大于 1%。

均达到。

三、预习思考

1.用 555 芯片设计产生方波发生器（Multisim 仿真）。

2.用运放芯片设计产生方波发生电路（Multisim 仿真）。

(1)图中 R W调到最小值时输出信号频率是多少，调到最大值时输出信号频率又是

多少。

F=

F=

(2)稳压管为 6V，要求输出方波的前后沿的上升、下降时间不大于半个周期的 10％，

试估算图电路的最大输出频率。

Fmax=

(3)如果两个稳压管中间有一个

开路，定量画出输出波形图，

如果两个稳压管中间有一个

短路呢

开路（上面那个图）短路：（下面这个图）

反向短路：

(4)简单总结一下，在设计该振荡器时必须要考虑运算放大器的哪些参数。

转换速率的参数需要考虑。

3. 滤波器电路（Multisim 仿真）

(1)设计一个低通滤波器，截止频率f0 =2kHz，Q 值为，f 》f0的衰减速率不低于

30dB/10 倍频。

(2)设计一个高通滤波器，截止频率f0 =500Hz, f 《的幅度衰减速不低于 12dB。

(3)设计一个带通滤波器，上限频率 2kHz，下限频率 500Hz。

四、实验总结

Winston Ye