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实验七 三角波-方波（锯齿波-矩形波）发生器实验报告（指导）
目录
注：这篇文章两个目录并行，用带*和不带*作区分。带*的部分（红色加粗）是讲解指导部分，其余部分是原实验报告固有文字。文章没有完全写完，验收急用的友友先看看，后续会继续完善的。
实验目的：
学习、理解、掌握由运算放大器构成的施密特比较器、积分器的原理，掌握锯齿波-矩形波（三角波-方波）发生器的构成方式，波形参数与电路元件值的关系，通过对理论计算、仿真、测试的数据对比分析获得对电路原理及实践能力的提升。
实验设备及器件：
笔记本电脑（软件环境：Multisim13.0、WaveForms2015）
AD2口袋仪器
电容：0.1μF
电阻：200Ω、10kΩ*4、30kΩ*3
二极管：发光二极管*2（红色或绿色）、普通二极管*2
运放：μA741*2
面包板、连接线等
实验内容：
用两片μA741构成的三角波-方波发生器（施密特触发器+积分电路）见图1。
1.测试
（使用红色发光二极管）：
*讲解：
*（1）uA741的8个引脚：
·Pin1和Pin5(偏移N1和N2) : 这些引脚用于在必要时设置偏移电压
·Pin2 (IN-) : 运算放大器的反相引脚。Pin3(IN+): 运算放大器的同相引脚。
·Pin4 (Vcc-): 此引脚接地，否则为负轨
·Pin6(Output): 运算放大器的o/p引脚
·Pin7(Vcc+): 此脚连接到电源的+ve轨。
·Pin8(NC): 无连接
*（2）电路图的实物连接：
电路图很复杂，所以注意事项也有很多。
（2.1）.区分发光二极管的正负极：
（2.2）区分普通二极管的正负极：
（2.3）关于一个AD2实现两组VCC的输入的方法：
（2.4）电路图搭建：（感觉自己是用线用的最少了）（注意两个uA741是屁股对屁股的，这样连线的时候方便一点）
（2.5）搭建电路图的时候注意事项：
一定注意R3这个电阻，它和D2是有连线的！！！
发光二极管尽量选发光颜色相同的！不然实验误差会很大！
（2.6）AD2连接：
本实验共使用了AD2的78引脚：
用于绘制Vo1和Vo波形的两组示波器正负引脚channel1的1+和1- channel2的2+和2-；
用于给直流电压接地的两个“向下箭头”；
用于提供正直流电压VCC+的V+；
用于提供负直流电压VCC-的V-；
下面逐一连接上面的8条线；
对直流电源的地线比较好接，略一下哈~
最后一起接地线：
直流电源的两个地线，最左边的uA741还有一个地线千万别忘了。
（2.7）检查电路：
看电路中地线一行（一列），一共有8个接地的引脚：
channel1和channel2的1-，共计两个；
直流电压接地的，共计两个；
两个发光二极管每个发光二极管各有一个，共计两个；
第一个uA741的2引脚接地，共计一个；
第二个uA741相连的R6电阻，共计一个；
总共共计8个。
检查无误后，执行下一步；
*（3）WaveForm模块
（1）按图1搭建电路，使用AD2测试vo1和vo的波形（屏幕拷贝波形并贴于下方，图2），观察测试的波形，给出方波及三角波的高电平、低电平、方波的高电平持续时间、方波的低电平的持续时间、占空比、振荡周期，并填入表1。
将两个波形的偏置调零，得出最终图像；
点击右上角这个按键或双击曲线，即可测量相应数值；
（2）令图1中的R4=10 kΩ，其他器件参数不变，构成锯齿波-矩形波发生器，使用AD2测试vo1和vo2的波形（屏幕拷贝波形并贴于下方，图3），通过波形给出锯齿波及矩形波的高电平、低电平、矩形波的高电平持续时间、矩形波的低电平的持续时间、占空比、振荡周期，并填入表2。
操作方法同上。
2.计算
计算部分请大家参考书上7.5节施密特触发器，比我讲的明白（
（1）利用测试（1）所得的方波高电平和低电平值（输出vo1，也就是发光二极管在该工作条件下的正向压降，计算周期时可使用正负峰值的平均值计算），并根据电路器件参数，理论计算三角波输出端（vo）的高电平和低电平值、方波高电平持续时间、方波低电平的持续时间、占空比、振荡周期，并填入表1。（计算时需要考虑D3、D4二极管正向压降的影响，鉴于选用二极管的特性及实验中流过D3、D4二极管的电流只有100μA左右，取正向压降为0.5V）。
从测试波形可知：
vo1的高电平为：Vo1mP= V；
vo1的低电平为：Vo1mN= V；
计算时取vo1高低电平绝对值的平均值为幅值：Vo1m=+- V；
可算出施密特触发器的阈值电压（即vo的峰值电压vop）：Vop=+- V；
电容的充电电流表达式： mA；
方波的高电平持续时间： ms；
方波的低电平持续时间： ms；
周期： ms；
占空比： 。
（2）令图1中的R4=10 kΩ，其他器件参数不变，理论计算锯齿波输出端（vo）的高电平和低电平值、矩形波高电平持续时间、矩形波低电平的持续时间、占空比、振荡周期，并填入表2。
（因只改变的R4的电阻阻值，计算时只需修改包含R4的相关公式，计算参数即可）
方波的高电平持续时间： ms；
方波的低电平持续时间： ms；
周期： ms；
占空比： 。
3.仿真
（1）利用Multisim仿真三角波-方波电路vo1、vo的波形，（屏幕拷贝波形并贴于下方，图4），通过波形得出方波及三角波的高电平、低电平、方波的高电平持续时间、方波的低电平的持续时间、占空比、振荡周期，并填入表1。
*仿真说明：
*1.一些奇怪现象
目前有些现象小编也解释不清楚。和uu们线上线下讨论的时候，发现有的同学发光二极管在仿真的时候只会亮一个。最开始的时候我这个仿真情况也是那样，后来不知道怎么调的LED2突然整个都变成黑色的了，然后两个二极管就同时都亮了。有知道的uu快来评论区指导一下。
*2.注意普通二极管的选取
*3.注意集成运放的选取
*4.泰克仿真器or示波器？
研究了一下泰克仿真器，反正我觉得好像没什么大用，因为只能得到一些很有限的数据。不如直接用波特仪进行读取。
泰克仿真器：最右边一列最下面那个。
用法：Multisim9电子技术基础仿真实验第三章十四泰克仿真数字示波器 - 百度文库
*5.运行电路图
开始的时候，示波器显示的波形是直线。请耐心等待。
（2）令R4=10 kΩ，利用Multisim仿真锯齿波-矩形波电路vo1、vo的波形，（屏幕拷贝波形并贴于下方，图5），通过波形得出锯齿波及矩形波的高电平、低电平、矩形波的高电平持续时间、矩形波的低电平持续时间、占空比、振荡周期，并填入表2。
同上，都需要等待一段时间。uu们切记看到波形是直线就认为自己做错了，需要耐心等待哦
4.实验数据及数据分析
表1 三角波-方波的波形数据
| 输出 |
参数 |
计算 |
仿真 |
测试 |
| 方波 |
高电平（V） |
|||
| 低电平（V） |
||||
| 高电平持续时间(ms) |
||||
| 低电平持续时间(ms) |
||||
| 周期(ms) |
||||
| 高电平占空比（%） |
||||
| 三角波 |
高电平（V） |
|||
| 低电平（V） |
表2 锯齿波-矩形波的波形数据
| 输出 |
参数 |
计算 |
仿真 |
测试 |
| 矩形波 |
高电平（V） |
|||
| 低电平（V） |
||||
| 高电平持续时间(ms) |
||||
| 低电平持续时间(ms) |
||||
| 周期(ms) |
||||
| 高电平占空比（%） |
||||
| 锯齿波 |
高电平（V） |
|||
| 低电平（V） |
对比分析计算、仿真、测试的波形和主要参数（幅度、周期、高低电平的持续时间、占空比等参数）。分析内容包括且不限于：
- 发光二极管的作用？
- 发光二极管模型与实际使用发光二极管的差异，主要影响那些电路参数？
- 二极管D3、D4在锯齿波-矩形波电路中充放电电流是否相同，若不同，哪个二极管的正向压降更大些？
- 思考分析：若三角波-方波发生器的两个发光二极管的正向电压不同（以VD1<VD2为例），将会影响那些电路参数？
（5）收获体会