运算放大器的应用　　　　　　　　　　　　　

　 　 　 　 函数发生器的设计

• 掌握运算放大器的主要直流参数与交流参数的测试方法；

• 正确运用调零技术、相位补偿技术及保护电路；

• 掌握运算放大器的基本实验电路及其工作原理。

学习要求：

第一部分　　运算放大器的应用

一、集成运算放大器的内部结构

差动输入级 　 　中间放大级 输出级

偏置电路

3

50k

T1

＋VCC

1

T3

T5

1k 1k 5k 50k 50

T7

T2

T8

T9 T12 T13

T4

T6T10

5

39k 30pF

T11

T20

7.5k

1.

5k

T14

T15

T16

T19

T17

T18

4

6

2

7

－VEE

25

50

741的内部结构：T1,T3与 T2,T4组成　　差动输入级电路

T5,T6,T7组成差动放大器的恒流源电路

T8， T9组成差动放大器的有源负载电路

T14与 T15组成中间电压放大级，其中 T14接成射极跟随器， T15是电压放大器

T12与 T13构成恒流源电路作为T15的集电极负载

T16与 T17组成互补对称推挽输出电路

T18组成推挽电路的静态偏置电路并消除交越失真

T19与 T20起过流保护作用

粗测运放好坏

•　　正负电源端与其它各引脚之间是否短路。若无短路则正确。

•　　电路中主要晶体管的 PN结电阻值是否正确。应该正　向电阻小， 反向电阻大。

“测试时注意，不用小电阻档（如 ×1”档），以免测试电流过大：也不要用大电阻档

“（如 ×10K”档），以免电压过高损坏运放。

测量结果如下表：

3

2

7

4

6

+Vcc

-Vee

Vo+-

UA741

　黑表笔　(+)

　红表笔　 (-) 　　　电阻值

7 脚 3 脚 　　　　无穷大 3 脚 7 脚 44 K

7 脚 2 脚 　　　　无穷大 2 脚 7 脚 46 K

7 脚 6 脚 　　　无穷大 6 脚 7 脚 10 K

6 脚 4 脚 1000 K

4 脚 6 脚 10 K

　　　　　　　　如果测得阻值与表中值相差太多，说明运放的差动输入级或者推挽输出管有损坏。

二、运放的主要性能参数的测试方法

运放的直流参数：

运放的交流参数：

输入失调电压 VIO输入失调电流 IIO差模开环直流电压增益 AVD

共模抑制比 KCMR增益带宽积AV•BW转换速率（摆动率） SR　

运算放大器的应用

•　　输入失调电压 VIO

　　　　当运放的两输入端加相同的电压或直接接地时为使输出直流电压为零，在两输入端间加有补偿直流电压VIO,该 VIO称为输入失调电压。

VIO＝

R1

R1+RF

VO

VIO一般为（ 1‾20)mV，其值越小越好。

测试方法：

6

Rp

100k

＋15V7

4

2

3

R1

100

R3

100

RF

100k

－15V

－

＋A741 vo

运算放大器的应用•输入失调电流 IIO

　　　　当运放的输出电压为零时，将两输入端偏置电流的　差称为输入失调电流。即 IIO＝ IB+-IB- ，其中 IB+为同

相输入端基极电流， IB-为反相输入端基极电流。

IIO 　一般为 1nA‾10nA，其值越小越好。

测试方法：

IIOV3

R3

－V2

R1

＝IB+- IB- 6

Rp

100k

＋15V7

4

2

3

R1

100

R3

100

RF

100k

－15V

－

＋A741 vo

运算放大器的应用•差模开环直流电压增益 AVD

　　当运放没有反馈时的直流差模电压增益。

选择电阻 (R1+R2　)>>R3 。

测量时，交流信号源的输出频率尽量选低（小于 100Hz)， Vi幅度不能太大，一般取几十毫伏。增益通常用DB（分贝）表示，即20LgAVD 。

测试方法：R1+R2AVD　＝

VO

Vi’＝

VO

Vi*

Vi

Vi’＝

VO

Vi* R2

－

＋

A741

信号源

＋vo

51k

1k

R3

vi

51kR1

C47F 51

vi

R2

RF

＋15V

－15V

2

3

7

4

6

51Rp

运算放大器的应用

•共模抑制比 KCMR　　将运放的差模电压放大倍数 AVD与共模电压放大倍数 AVC之比称为共模抑制比，单位 dB。

　　　其中 Vi＝ 1V（有效值）、频率为 100Hz的正　弦波。 KCMR愈大，表示放大器对共模信号（温度

漂移、零点漂移等）的抑制能力愈强。

测试方法：KCMR　 　＝20lg

AVDAVC

dB

AVD＝ RF/R1　　　　AVC＝ Vo/Vi

－

＋

A741信号源

vo

100k

100kR3

vi

100R1

RF

＋15V

－15V

2

3

7

4

6

100R2

运算放大器的应用

AVBW＝常数测试方法：

表 2.2.1 增益带宽积测量值

RF R1 AV 　BW 　AVBW

1 10KΩ 10KΩ

2 100KΩ 10KΩ

3 1MΩ 10KΩ

－

＋

A741信号源

vovi

R1

RF

＋15V

－15V

2

3

7

4

6

Rp=R1 RF

CH1

CH2

示波器

运放的带宽 BW通常等于截止频率fc，将放大倍数等于 1时的带宽称为单位增益带宽　　

• 　增益带宽积 AVBWVi=100mV

实验结果表明：增益增加时，带宽减小，但增益带宽积不变（可能存在测量误差）。因此，在给定电压增益下，运放的最高工作频率受到增益带宽积的限制，应用时要特别注意这一点。

增高频率直到 AV=0.707 AV(1KHz)时所对应的频率就是运放的带宽 BW

运算放大器的应用

•转换速率（摆动率） SR

　　运放在大幅度阶跃信号作用下，输出信号所能达到的最大变化率，其单位为 V/us。

测试方法：

测试电路中， Vi为 10KHz的方波，其峰 -峰值为5V。

SR＝△V/ △ t

－

＋

A741信号源

vo

viR1

RF

＋15V

－15V

2

3

7

4

6

Rp=RF R1

CH1

CH2

示波器

10k

10kvo

vi

V

o

o t

t

t

t为输出电压 vo从最小值上升到最大值所

需的时间　

转换速度越高，说明运放对输入信号的瞬时变化响应越好。影响运放转换速率的主要因素是运放的高频特性和相位补偿电容。　

运算放大器的应用

三、集成运算放大器的基本应用1 　　　、反相放大器　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

其闭环电压增益：　

AV=－

RF

R1

输入电阻　　　　　　　 Ri=R1

输出电阻　　　　　　　 Ro0 平衡电阻　　　　　　Rp=R1//RF

　　　　其中，反馈电阻 RF值不能太大，否则会产生较大的噪声及漂移，一般为几十千欧至几百千欧。 R1的取值应远大于信号源 vi的内阻。

　　　　　　　　若 RF= R1，则为倒相器，可作为信号的极性转换电路。　　

运算放大器的应用

2、同相放大器其闭环电压增益：　

AVF=1+RF

R1

输入电阻　　　　　　　 Ri =

ric 输出电阻　　　　　　　 Ro0

平衡电阻　　　　　　 Rp=R1//RF

若 RF　0， R1=　（开路），则为电压跟随器 　。

ric为运放本身同相端对地的共模输入电阻，一般为108。

同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。

与晶体管电压跟随器（射极输出器）相比，集成运放的电压跟随器的输入阻抗更高，几乎不从信号源吸取电流；输出阻抗更小，可视作电压源，是较理想的阻抗变

换器。　

运算放大器的应用

4、加（减）法器

　　　　若取 R1= R2= RF，并使其中一个输入信号 v1经过一级反相放大器，则加法器可以变为减法器，其输出电压为 Vo=　–(V2–V1) 　。

RF

R1

VO=－　 V1＋RF

R2

V2)vo

＋

－

v1

RFR1

v2

R2负号表示反相加法器

运算放大器的应用

　　　　上图所示电路为卡拉OK伴唱机的混合前置放大器电路。其中， A1为射极跟随器，实现阻抗变换与隔离， A2为基本的加法器， 　输出电压：

RF

R1

VO＝－　

V1＋

RF

R2

V2) ＝－RF

R1

V1＋　 V2)＝－ 10（　 V1 ＋ V2）

vo＋

－

RF

R1A1

R2 ＋

－A2

v1

v2

10k

10k

100k7

6

1

2vi

1210

录音机输出(卡拉OK磁带)

话音放大器输出

A747

运算放大器的应用

5、微分器

　　　　　为限制电路的高频电压增益，在输入端与电容 C之间接入一小电阻 Rs,　当输入频率低于　

dvi

dt VO=－　RFC

式中， RFC为微分时间常数。　

fo=1

2πRsC

时 , 电路起微分作用；若输入频率远高于上式 , 则电路近似一个反相器，高频电压增益为　

AVF=RF

Rs

vo

＋

－vi

RF

C

由于电容 C的容抗随输入信号的频率升高而减小 , 结果是　输出电压随频率升高而增加。　

　

运算放大器的应用

　　　　　　　　实际的微分器电路如下图 (a)所示。若输入电压为一对称三角波，则输出电压为一对称方波，其波形关系如图(b) 　所示。

（ a） （ b）

vi(t)

＋Vm

o－Vm

t1

t2

t

t

vo(t)

o

2RFCVm

t1

－2RFCVm

t1

vo

＋

－vi

RF

Rs

6

C

A741100 0.01F

200k2

3

运算放大器的应用

6、积分器

　　　　　为限制电路的低频电压增益，可将反馈电容 c与一电阻 RF并联。当输入频率大于　

式中， R1C为积分时间常数。　

fo=－1

2πRFC

时 , 电路起积分作用；若输入频率远低于上式 , 则电路近似一个反相器，低频电压增益为　

AVF=－RF

R1

t1R1C

VO=－　

∫0

Vidt

由于电容 C的容抗随输入信号的频率降低而增加 , 结果是　输出电压随频率降低而增加。　

　

运算放大器的应用

　　　　　　　　实际的积分器电路如下图 (a)所示。若输入电压为一对称方波，则输出电压为一对称三角波，其波形关系如图(b) 　所示。

（ a） （ b）

vo

＋

－vi

RF

100k

C

0.022FA741

R1

10k2

36

Rp=R1 RF

10k

vi(t)Vm

o－Vm

t1 t2 t

t

vo(t)

o

Vmt1

R1C

－Vmt1

R1C

运算放大器的应用

9、方波发生器　　　　　　图中 R1与 RF组成正反馈

支路，运放同相端电压　

电阻 R、电容 C组成运放的负反馈支路。　

V ＋＝R1

R1+RF

Vo

fo＝1

T＝

1

2RC·ln 1+2R1

RF

（ ）

vo

＋

－C

0.01F A7416

2

3

R3

1kRF

10k

R1

10k

R2

10k

RP

100k

R

DZ

2DW7

vo

＋Vz

vc

t

T

VzR1

R1＋RF

o

VzR1

R1＋RF

－Vz

－

当电容 C的端电压 VC（等于运放的反相端电压 V–）大于 V+时，输出电压 Vo=–VZ（双向稳压管 DZ的限幅电压），则电容 C经电阻 R放电， VC下降。当 VC下降到比 V+小时，比较器的输出电压 Vo=+VZ，电容 C又经过电阻 R充电，电容的端电压 VC又开始上升，如此重复，则输出电压 vo为周期性方波，如图所示。

调节电位器 Rp可改变频率。　

耦合电容 C1、 C3可根据交流放大器的下限频率 fL来确定，一般取　

运算放大器的应用11、自举式交流电压放大器

　　　　　　若只放大交流信号，则可

采用如右图所示的运放同相交

流电压放大器（或反相交流电

压放大器）。　　

AVF=1+RF

R2

交流放大器的输入电阻　　　　　　　　　　　 Ri = R1 （ R1一般取几十千欧。）　

C1 = C3 = (3～ 10）1

2RLfL

反馈支路的隔直电容 C2一般取几微法。　

电容 C1、 C2及 C3为隔直电容

电阻 R1接地是为了保证输入为零时，放大器的输出

直流电位为零

　　　　　为提高交流放大器的输入阻抗，可以采用如图所示的自举式同相交流电压放大器。　

VB=R2

R2＋ RF

VO

　　　　　因为放大器的电压放大倍数 AvF=1+(RF / R2)，故　

VO =（ 1+RF

R2

） Vi

R2＋RF R2

VB＝

运算放大器的应用

反馈电压

交流信号自同相端 B点输入，输出信号经 RF反馈至 A

点　VA=

R2

R2＋ RF

VO

有 VA＝ VB

运算放大器的应用

R1两端的电压相等，且相

位相同，故称 R1为自举电阻。

流经 R1的电流可视为零，从而

大大提高了交流放大器的输入

电阻。输入电阻

Ri = (R1 // ric)(1+ AVFF)

式中， F为反馈系数， F= R2 / (R2+ RF)。

　　　　对于图所示电路参数，输入电阻

Ri =(R1 // ric)(1+ AVFF)200k

运算放大器的应用

12、单电源供电的交流电压放大器

　　　　　　右图为单电源供电的反相交流电压放大器。图中，电阻 R2、 R3称为偏置电阻，用来设置放大器的静态工作点。　

V+= VCC，即　12

V ＋ =R3

R2＋ R3

VCC＝12 VCC 所以取 R2= R3

静态时　 V6 = V+ = 12 VCC

　　　　　　电容 C1、 C2为放大器的交流耦合隔直电容，因此，反向交流放大器的电压放大倍数　　　　　　　　　　 AVF =RF / R1

运算放大器的应用

　　　　　　　右图为单电源供电的自举式同相交流电压放大器。该电路也能大大提高单电源供电的交流放大器的输入电阻。　

　　　　　　运放交流电压放大器只放大交流信号，输出信号受运放本身的失调影响较小。因此，不需要调零。　

＋

－

RF

R1

A741 vo

C3＋

＋C2

＋

C1 R2

10F4

76

＋15V

10k10k

10F

10F

3

2

RL

2kR4

100k

100k

R3

10k

vi

实验任务：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　实验与思考题

2.2.1　　　　测试运放UA741的性能　参数 Av·　BW 　、 SR 　及 KCMR，并

与其典型值相比较。

运算放大器的应用

第二部分　函数发生器设计

一　　、方波　 - 三角波函数发生器设计

函数发生器能自动产生 方波　 - 三角波 -正弦波。

其电路组成框图如图 3.4.1 所示 .

比较器 积分器 差分放大器

图 3.4.1 函数发生器组成框图

＋

－

via

R1 V–

V+

A1

＋

－A2

－VEE

R2

R3 RP1

＋VCC

a

C1

R4

RP2

C2

＋VCC

－VEE

R5

vo2

vo1

1、方波　 - 三角波产生电路

电路图如图 3.4.2所示：

比较器

积分器

C1称为加速电容　，可加速比较器的翻转　R1称为平衡电阻

　　运放的反相端接基准电压，即 V–

=0;

　　同相端接输入电压 via；

　　比较器的输出 vo1的高电平等于正电　　　源电压 +VCC ，低电平等于负电

–源电压 VEE (+VCC=–VEE) 。

　　当输入端 V+ =V- =0 时，比较器翻转， V01从 +Vcc跳到 -Vee，或从 -Vee跳到＋ Vcc。

运放 A1与 R1、　R2 、 R3、　 RP1组成电压比较器。

＋

－

via

R1 V–

V+

A1

＋

－A2

－VEE

R2

R3 RP1

＋VCC

a

C1

R4

RP2

C2

＋VCC

－VEE

R5

vo2

vo1

Via = 0

若 Vo1 = -Vee, 则 比较器的上门限电位为

Via+ = -R2

R3+RP1(-Vee) =

R2

R3+RP1(Vcc)

　　　设　 V01= +Vcc, 则　　

R2 +R3 +RP1

(+Vcc)

R2 +

R3+RP1

R2+R3+RP1

整理上式 , 得比较器的下门限电位为

-R2

R3+RP1

(+Vcc) = R3+RP1

-R2 (Vcc)Via －　 =

V+ =

RP1指电位器的调整值 (以下同 )

比较器的门限宽度 VH为

VH = Via + Via － = 2 R2

R3+RP1

Vcc

由上面公式可得比较器的电压

传输特性，如图 3.4.3 所示。vo1

Via– Via+

＋VCC

－VEE

via

o

图 3.4.3 比较器电压传输特性

从电压传输特性可见，当输

入电压 Via从上门限电位 Via+

下降到下门限电位 Via －时，

输出电压 Vo1由高电平 +Vcc

突变到低电平 -Vee。

•　比较器的传输特性

＋

－

via

R1 V–

V+

A1

＋

－A2

－VEE

R2

R3 RP1

＋VCC

a

C1

R4

RP2

C2

＋VCC

－VEE

R5

vo2

vo1

Vo2 =

- (+Vcc)

(R4+RP2)C2 t =

-Vcc

(R4+RP2)C2

t

当 Vo1= -Vee时， Vo2 =

-(-Vee)

(R4+RP2)C2

t = Vcc

(R4+RP2)C2

t

a点断开后，运算放大器 A2与　R4、

RP2、　 R5 、 C2 组成反相积分器，

其输入信号为方波 Vo1时，则积分

器的输出　　

Vo2 = - 1

(R4+RP2)C2

当 Vo1=+Vcc时，

Vo1dt

＋VCC

VCC

R2

R3+RP1

VEE

–R2

R3+RP1

o

－VEE

t

T

T2

T4

vo vo1

vo2

a点闭合，形成闭环　电路　，则自动产生方　波 -三角波，其波

　　形如图 3.4.4 所示。

图 3.4.4 —方波 三角波

•　　方　波 -三角波的工作过程：

　　　　当比较器的门限　电　压为　 Via+ 时

输出 Vo1为高电平（ +Vcc)。这时积分器开始反向积分，三角波

Vo2 线性下降。

当 Vo2下降到比较器的下门限　电　位　 Via －　时，比较器翻转，输出Vo1由高电平跳到低电平。这时积分器又开始正向积分， Vo2线性增加。

　　　如此反复，就可自动产生方　波 -三角波。

三角波的幅度为：

Vo2m =

＋VCC

VCC

R2

R3+RP1

VEE

–R2

R3+RP1

o

－VEE

t

T

T2

T4

vo vo1

vo2

方波的幅度　略小于

+Vcc 和 -Vee。

•　　方　波 -三角波的幅度和频率

-1

(R4+RP1)C2

T

4

0Vo1 dt

=

-1

(R4+RP1)C2

T

4

实际上，三角波的幅度　也就是比较器的　门限电压 Via+

·

Vo2m = Via+ = R2

R3+RP1

· Vcc =

-Vcc

(R4+RP1)C2

·

T

4

Vo2m = Vcc

方　波 -三角波　的波频率为： ƒ = R3+RP1

4R2 (R4+RP2) C2

R2

R3+RP1

　将上面两式整理可得三角波　的周期　　 T ，　而　　 F = 1 / T

三角波　的幅度为：

　由此可见：

1、方波的幅度由 +Vcc 和　– Vee决定；

2、调节电位器 RP1，可调节三角波　的幅度，但会影响其频率；

3、调节电位器 RP2，可调节方　波 -三角波　的频率，但不会影

　　　　　　响　其幅度，可用　 RP2实现频率微调，而用 C2改变频率

　　　　　　范围。

·

二、单片集成电路函数发生器 ICL8038

ICL8038的工作频率范围在几赫兹至几百千赫兹之间，它可以同时输出方波 (或脉冲波 )、三角波、正弦波。其内部组成如图 3.4.7所示。　

FM-B

ADJF1

FM-IN

ADJF2

7

4

8

5

S

2IB

IA

33k8.2k

A1

A2

比较器

VCC23

VCC13

FFQ

Q

R

S

Ct

正弦波变换

缓冲器

缓冲器

10

6

3

1

2

12

9SQ

ADJS2

SIN

ADJS1

TR1

V +

V－／GND

11

两个比较器 A1、 A2的基准电压 2VCC/3 、 VCC/3由内部电阻分压网络提供。　

触发器 FF的输出端 Q控制外接定时电容的充、放

电。　

充、放电流 IA、 IB的大小由外接电阻决定，当 IA= IB

时，输出三角波，否则为锯齿波。 I

—产生三角波 方波的工作原理与图 3.4.2所示电路的工作原理基本相同。

ICL8038可以采用单电源 (+10V~+30V)供电，也可以采用双电源 (±5V~±15V)供电。　

由 ICL8038组成的音频函数发生器如图 3.4.8所示。电阻 R1与电位器 RP1用来确定⑧脚的直流电位 V8，通常取 V8≥2/3VCC。 V8

越高， IA、 IB越小，输出频率越低，反之亦然。因此， ICL8038又称为压控振荡器 (VCO)或频率调制器（ FM)。 RP1可调节的频率范围为 20Hz~20kHz。　

C10.1F

RP2

1k

RARB

4.7k 4.7k

5 4 6

RL

15k

+5V＋VCC

9

3

28

ADJF2ADJF1 V +

SQ

TR1

SINV–/GND

FM-IN

Ct

Ct

4700pF

10 11 12RP3

100k20Hz~20kHz

–5V

RP1

10k

R1

20k

8038

–VEE

ADJS2

图 3.4.8 ICL8038组成的音频函数发生器

三、函数发生器的性能指标

• 输出波形　　　　　　正弦波、方　波、三角波

• 频率范围　　　　　 1Hz~10Hz , 10Hz~100Hz , 100~1KHz ,

1KHz~10KHz , 10KHz~100KHz , 100KHz~1MHz.

• 输出电压　　　　　一般指输出波形的峰 -峰值，即　 Vp-p = 2Vm.

• 波形　特性　　　　表征正弦波特性的参数是非线性失真 ~，一般要求　　　　　　　　　　　　 ~＜ 3%；表征三角波特性的参数是非线性系数△，

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　一般要求△＜ 2%；表征方波特性的参数是　上升时间

tr，一般要求　 tr＜ 100ns(1kHz，最大输出时 )。

四、设计举例

（ 1）　确定电路形式及元器件型号

例　　　设计一方　波 -三角波 -正弦波函数发生函数发生器。器。• 性能指示要求 　频 率范围　频 率范围 1Hz~10Hz, 10Hz~100Hz;1Hz~10Hz, 10Hz~100Hz;

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　输出电压输出电压　　　方波　　　方波 VVp-pp-p≤≤24V24V，三角波，三角波 VVp-p-

pp=8V=8V，， 正弦波正弦波 VVp-pp-p ＞＞1V1V。。

采用如图 3.4.9所示电路，其中运算放大器 A1与 A2用一只双运放

A747，差分放大器采用本章第三节设计完成的晶体管单端输—入 　　单端输出差分放大器电路。因为方波的幅度接近电源

电压，所以取电源电压 +VCC= +12V –， VEE= –12V。

波形特性波形特性 方波方波 ttrr＜＜ 11s(1kHzs(1kHz，最大输出，最大输出时时 ))

三角波三角波△＜＜ 2%2%，正弦波，正弦波 ~~＜＜ 5%5%

• 三角波 -方　波 -正弦波函数发生器实验电路

vo1

+12V

1312

4

R3

20k

–12V

47k

10kR2

2

R1

10k 1

RP2

R4

5.1k

100k

7

6

R5

10k

A1A2

9

4

C1

10F＋

＋S

C2

1F

+12V

vo2

10

＋

C3

470F

RP3

47k

＋

C4

470F

RB1

6.8k

T1

RC1

10k

+12V

RC2

10kC6*0.1F

C5＋

470F

vo3

RB2

T2

6.8k

100RP4

RE2

100

RE3

2k

T3 T4

RE4

2k

R8k

BG319

–12V

A74712

A74712

–12V

RP1

A1 A2

*

－

＋

–

+

图 3.4.9 — —三角波 方波 正弦波函数发生器实验电路

此处引脚标号为 uA747芯片的，而实验中用741芯片，引脚号不同，插板时一定要注

意。

（ 2）计算元件参数

比较器 A1与积分器 A2的元件参数计算如下：

　　　　由式 (3-4-8)得　

　 　 　 　 当 1Hz≤f≤10Hz 时 ， 取C2=10F， R4=5.1k， RP2=100k ；

　　　　当　 10Hz≤f≤100Hz时，取 C2=1F，以实现频率波段的转

　　　　换　； R4及 RP2的取值不变。取平衡电阻 R5=10k。

R2

VccR3+RP1

=Vo2m

=

4

12

=

1

3

取 R2=10k ， 取 R3=20k, RP1=47k, 平 衡 电 阻 R1=

R2//(R3+RP1)10k

　　　　由输出频率的表达式 (3-4-9)得R4 + RP2 =

R3 + RP1

4 R2 C2 ƒ

三角波正弦波电路的参数选择原则是：隔直电容C3、 C4、 C5要取得较大，因为输出频率很低，取 C3= C4= C5=470f，滤波电容 C6的取值视输出的波形而定，若含高次谐波成分较多，则 C6一般为几十皮法至 0.1F。 RE2=100与 RP4=100相并联，以减小差分放大器的线性区。差分放大器的静态工作点可通过观测传输特性　曲线、调整RP4及电阻 R*来确定。　

五、电路安装与调试技术

1、方　波 -三角波发生器的装调

由于比较器 A1与积分器 A2组成正反馈闭环电路，同时输出方波与

三角波，故这两个单元电路需同时安装。要注意的是，在安装电

位器 RP1与 RP2之前，先将其调整到设计值，否则电路可能会不起

振。如果电路接线正确，则在接通电源后， A1的输出 vo1为方波

， A2的输出 vo2为三角波，在低频点时，微调 RP1，使三角波的输

出幅度满足设计指标要求，再调节 RP2，则输出频率连续可变。

3、误差分析①　方波输出电压 Vp-p≤2VCC，是因为运放输出级由 NPN型或

PNP型两种晶体管组成的复合互补对称电路，输出方波时，两

管轮流截止与饱和导通，由于导通时输出电阻的影响，使方波

输出幅度小于电源电压值。　

②　方波的上升时间 tr，主要受运放转换速率的限制。如果输出

频率较高，则可接入加速电容 C1(C1一般为几十皮法 )。可用示

　　波器 (或脉冲示波器 )测量 tr。

六、设计任务 :

—设计课题：方波 三角波函数发生器设计—设计课题：方波 三角波函数发生器设计

已知条件已知条件 双运放双运放 A747A747一只（或一只（或 A741A741两只）两只）

性能指标要求性能指标要求

频率范围频率范围 100Hz~1kHz100Hz~1kHz，， 1kHz~10kHz1kHz~10kHz

输出电压输出电压　　 方波方波 VVp-pp-p≤≤24V24V，三角波，三角波 VVp-pp-p=6V=6V，，

波形特性波形特性　　　　方波方波 ttrr＜＜ 3030s(1kHzs(1kHz，最大输出时，最大输出时 ))，，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　三角波三角波△△＜＜ 2%2%。。

设计步骤与要求设计步骤与要求 参考书。参考书。

实验仪器设备实验仪器设备 。。