1.方波发生电路

实验电路如图8.1所示，双向稳压管稳压值一般为5—6V。

图8.1  方波发生电路

(1)按电路图接线，观察V_C、V_O波形及频率，与预习比较。

(2)分别测出R=10K，110K时的频率，输出幅值，与预习比较。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。

图8.1所示的方波发生电路由反向输入的滞回比较器（即施密特触发器）和RC回路组成，滞回比较器引入正反馈，RC回路既作为延迟环节，又作为负反馈网络，电路通过RC充放电来实现输出状态的自动转换。分析电路，可知道滞回比较器的门限电压。当输出为时，通过R对C充电，直到C上的电压上升到门限电压，此时输出反转为，电容C通过R放电，当C上的电压下降到门限电压，输出再次反转为，此过程周而复始，因而输出方波。根据分析充放电过程可得公如下：

，

有、、，代入公式计算得：当R=10K时，输出方波频率f=455.12Hz;当R=110K时，输出方波频率f=41.4Hz。

观察实际输出波形：当R=10K时，输出幅值正负5.6伏，频率430Hz的方波；当R=110K时，输出幅值正负5.6伏，频率39.75Hz的方波。从公式可见，想要获得更低的频率，可以加大电阻R和电容C，或者加大R1、减小R2。

2.占空比可调的矩形波发生电路

    实验电路如图8.2所示。

图8.2  占空比可调的矩形波发生电路

图8.2原理与图8.1相同，但由于两个单向导通二级管的存在，其充电回路和放电回路的电阻不同，设电位器Rp1中属于充电回路部分（即Rp1上半）的电阻为R^`，电位器Rp1中属于放电回路部分（即Rp1下半）的电阻为R^``，如不考虑二极管单向导通电压可得公式：，占空比，调节Rp2=10KΩ，由各条件可计算出f≈87.54HZ。

    (1)按图接线，观察并测量电路的振荡频率、幅值及占空比。

(2)若要使占空比更大，应如何选择电路参数并用实验验证。

实际实验时，当Rp2=10KΩ时，调节观察输出波形。观察到当占空比在三分之一到三分之二之间时，输出方波的幅值为正负5.6伏，频率大致不变在71.6赫兹附近，超过此范围后频率会升高。之所以与理论计算值有相当大的差异，是因为理论计算时忽略了二极管正向导通电压0.7伏的关系，实际充放电电流比理论小，所以频率要比理论低。

3.三角波发生电路

实验电路如图8.3所示。

图8.3  三角波发生电路

三角波发生电路是用正相输入滞回比较器与积分电路组成，与前面电路相比较，积分电路代替了一阶RC电路用作恒流充放电电路，从而形成线性三角波，同时易于带负载。分析滞回比较器，可得，分析积分电路有，所以有，所以，。选，计算得。

(1)按图接线，分别观测V₀₁及V₀₂的波形并记录。

(2)如何改变输出波形的频率？按预习方案分别实验并记录。

实际实验时选，得到、峰峰值约11伏的方波，得到、峰峰值约9伏的三角波。改变可以改变频率和幅值，上升，上升，下降。，得到、峰峰值约11伏的方波，得到、峰峰值约18伏的三角波。，得到、峰峰值约11伏的方波，得到、峰峰值约4伏的三角波。

4.锯齿波发生电路

实验电路如图8.4所示。

图8.4  锯齿波发生电路

电路分析与前面一样，，设当时，积分回路电阻（电位器上半部分）为，当时，积分回路电阻（电位器下半部分）为。考虑到二极管的导通压降可得：，，，，占空比。为100KΩ电位器时频率太低，改为22KΩ时，理论频率为91.25赫兹。

    (1)按图接线，观测电路输出波形和频率。

    (2)按预习时的方案改变锯齿波频率并测量变化范围。

Rp为100KΩ电位器时频率太低，改为22KΩ时：改变Rp使占空比在三分之一到三分之二之间时，输出锯齿波频率约为83.86赫兹，峰峰值9.2伏，超过此范围则频率上升。要改变频率可改变Rp、R1、R2、C。

五、实验报告

   1.画出各实验的波形图。

   2.总结波形发生电路的特点，并回答。

    (1)波形产生电路需调零吗？

答：要按电路的技术要求来确定。如一个标准正弦波发生器，有相位要求，它能从任意点起振，（如：0、10、90度.....点起振）不调零就不行。而一般的信号发生器没有相位要求，就不必调零。

    (2)波形产生电路有没有输入端。

答：有外同步、外触发要求的就要输入端，没有的就不要。

 

第二篇：实验八 数字波形产生

实验八数字波形产生

一、           实验目的

1.      了解数字波形产生的基本原理；

2.      学习用C54X DSP芯片产生正弦信号的基本方法和步骤；

3.      加深对DSP MCBSP多通道缓存串口的理解。

二、           实验设备

计算机、CCS2.0版软件

三、           基础理论

数字波形信号发生器是利用微处理器芯片，通过软件编程产生信号波形的一种方法。在通信、仪器和控制等领域的信号处理系统中，经常会用到数字正弦发生器。

一般情况，产生正弦波的方法有两种：

1.      查表法。此种方法用于对精度要求不是很高的场合。如果要求精度高，表示很大，相应的存储器容量也很大。

2.      泰勒级数展开法。这是一种更为有效的方法。与查表法相比，需要的存储单元很少，而且精度高。

3.      一个角度为的正弦和余弦函数，可以展开成泰勒级数，取其前5项进行近似得：

其中，为的弧度值。

四、           实验步骤和内容

1.      复习泰勒级数展开法、数模转换原理；

2.      编写程序、实验；

3.      填写实验报告；

4.      样例程序实验操作说明；

打开PC机界面下的CCS2.软件，用Project/Open 打开“DSP54X-09”目录下的“EXP-09.pjt”工程文件；双击“EXP-09.pjt”及“Source”可查看各源程序；并加载“EXP-09.out”；在“EXP-09.pjt”程序中，“i=0”处设置断点，单机“Run”运行程序，程序运行至断点处停止；

用View/Graph/Time/Frequency打开一个图形观察窗口，以观察利用泰勒级数产生的波形；设置观察变量y，长度256,32位浮点型数值；

五、           实验结果

调整图形观察窗口，单击“Run”运行程序，观察产生波形；

六、           实验说明

本实验样例程序中，采用泰勒级数展开法，计算的sin值，来构造正弦波信号，计算点数256点，然后经过取整处理后，经过在CCS中编程实现。

七、实验结果

1）完成上述实验步骤后，在实验箱上按下“键1”，则在串口调试器的接收窗口中能接收到上述数据，同时，在实验箱上的LCD液晶屏上也显示该数据。

2）重复加载.OUT文件，重复上述“1、实验步骤”，在实验箱上按下“键2”，则在串口调试器的接收窗口中能接收到一下数据，同时，在实验箱上的LCD液晶屏上也显示该数据。