2012 年第 29 期（总第 44 期） Science & Technology Vision 科技视界 机械与电子 RC 积分电路获取三角波信号的研究 温慧星 屠 华 （浙江海洋学院 浙江 舟山 316000） 【摘 要】本实验采用改变电路中 R、C 的值，比较 RC 与 T 的大小关系，并观察波形的渐变情况，研究将方波信号转换成三角波信号对电 路参数的要求和构成积分电路的条件。 【关键词】积分电路；方波；三角波 Research on By The RC Integral Circuit To Obtain Triangular Wave Signal WEN Hui-xing TU Hua （Zhejiang Ocean University, ZhouShan Zhejiang, 316000 ） 【Abstract】The experiment used the method which the change circuit R, C numerical, comparative RC and T the size relations, and to observe the gradient waveform, research squared signal into triangular wave signal to the circuit parameter requirements and constitute integral circuit conditions. 【Key words】Integrating circuit； Square ware；Triangular ware 0 引言 积分电路能将方波转换成三角波，并具有延时和移相作用 。 积分 电路的应用很广，它是模拟电子计算机的基本组成单元 。 在控制和测 量系统中也常常用到积 分 电 路 。 此 外 积 分 电 路 还 可 应 用 于 延 时 和 定 时。 在各种波形（矩形波，锯齿波）发生电路中，积分电路也是重要的组 成部分。 所以研究积分电路具有重大的意义。 1 实验原理 以电容两端作为响应输出 ，当 电 源 方 波 电 压 的 周 期 T<<τ（τ=RC） 时，电容器充放电速度很慢 ，此 时 电 路 的 输 出 信 号 电 压 与 输 入 信 号 电 压的积分成正比，该电路为 积 分 电 路 ，积 分 电 路 可 将 方 波 转 化 成 三 角 波。 其电路原理就是 RC 电路电容充放电原理。 u0 =- 1 C 乙ic dt=- 1 RC 乙uI dt 2 实验步骤 示波器 信号发生器 可变电容 可变电阻 九孔插件方板 一台 一台 一只 一只 一块 2.1 按图 1 连接好电路，调节 R=100Ω，C＝0.022μF ui 为脉冲信号发生器输出的 f＝1KHz 的方波电压信号， 并通过同 轴电缆线，将响应 uC 的信号连至示波器的输入口 YA。 调节示波器，直 至可在屏幕上清晰地观察到 波 形 ，注 意 激 励 与 响 应 的 变 化 规 律 ，并 例 描绘波形。 2.5.3 示波器的辉度不应过亮，尤其是光点长期停留在荧光屏上不动 时，应将辉度调暗，以延长示波管的使用寿命。 3 数据记录 f=1000hz，T=0.001s R=100Ω， C＝0.022μF T=0.001s>RC=0.022*10-4s R＝1KΩ， C＝0.022μF T=0.001s>RC=0.022*10-3s 少量地改变电容值 或 电 阻 值 ，定 性 地 观 察 其 对 响 应 的 影 响 ，记 录 观察到的现象，并记录 R、C 的值。 2.2 调 节 R＝1KΩ，C＝0.022μF，在 同 样 方 波 的 激 励 下 ，观 察 并 描 绘 响 应的波形 2.3 调节 R＝100Ω，C＝10μF，调节示波器，观测并描绘响应的波形 2.4 调节 R＝1KΩ，C＝10μF，调节示波器，观测并描绘响应的波形 2.5 根据观察结果，分析总结积分电路波形的变化特点 R＝100Ω， C＝10μF T=0.001s=RC=0.001s 图 1 2.5.1 调节电子仪器各旋钮，动作不要过快、过猛。 实验前，需熟读双 踪示波器的使用说明书，要特别注意相应开关、旋钮的操作和调节。 2.5.2 信 号 源 的 接 地 端 与 示 波 器 的 接 地 端 要 连 在 一 起 （称 “共 地 ”）， 以防外界干扰而影响测量的准确性。 R＝1KΩ， C＝10μF T=0.001s<

机械与电子 2）当 R=10kΩ 时 Science & Technology Vision 科技视界 2012 年第 29 期（总第 44 期） 6）当 R=300Ω 时 3）当 R=2kΩ 时 4）当 R=900Ω 时 5）当 R=600Ω 时 4 总结 由于物体所具有的能量不能跃变而造成，在换路瞬间储能元件的 能量也不能跃变，所以在实验过程中通过参数的改变使电路状态发生 改变。 在储能元件———电容器充电过程中，当充电结束时电路达到稳 态，所以可以通过改变电路参数 R、C 的大小，来改变完成充电过程所 需的时间。 在 t=t1 全降 在电阻 R 上。 随后 t>t1，电容 C 的电压按指数规律快速充电上升，输出 电压随之按指数规律下降，经过大约 3τ 时，输出一个正脉冲。 由 0→Um，因电容上电压不能突变，输入电压 UI 时，U1 时 ，U1 在 t=t2 由 Um→0,相 当 于 输 入 端 被 短 路 ，电 容 原 先 充 有 左 正 开 始 按 指 数 规 律 经 电 阻 R 放 电 ，刚 开 始 ，电 容 C 来 不 随电容的放电也按指数规 右 负 的 电 压 Um 及放电，且左端接地 ，所以 U0＝－Um，之后 U0 律减小，同样经过大约 3τ 后，放电完毕，输出一个负脉冲。 综上所述，τ=RC 的 值 愈 小 ，即 充 放 电 过 程 愈 快 ，输 出 的 脉 冲 就 愈 窄。 在本实验中，当电阻值逐渐变大时，此过程所需时间增加 ，所以引 起的脉冲也随之变宽。 当电阻值足够大时，输出的电压波形图为方波， 而当电阻相对较小时，输出的电压波形图为尖脉冲。 特点：实验效果明显 ，设 计 思 路 合 理 ，该 电 路 具 有 实 用 意 义 ，可 以 作为信号产生电路的应用。 S ［1］王亚军,张天春,等.电子电工实验教程[M].高等教育出版社，2009. ［2］南寿松,许建平,等.电工实验与电工实践[M].中国标准出版社，2004. 【参考文献】 ［责任编辑：曹明明］ （上接第 286 页）当 T=0.001, RC=0.022*10-4s,即 T>RC 时，输出的 信 号 为 方 波 信 号 ；当 T=0.001, RC=0.022*10-3s,即 T>RC 时 ，输 出 的 信 号 为 圆 滑 的 方 波 ；当 T=0.001, RC=0.001s，即 T=RC 时 ，输 出 的 信 号 为 圆 滑 的 三 角 波 ；当 T=0.001, RC=0.01s，即 T<