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）

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。

2 实验步骤

示波器 一台

信号发生器 一台

可变电容 一只

可变电阻 一只

九孔插件方板 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。

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

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。

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

R＝100Ω， C＝10μF

T=0.001s=RC=0.001s

R＝1KΩ， C＝10μF

T=0.001s＜＜RC=0.01s

4 结果分析

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＜＜RC 时，输出信号为三角波信号。当T＜＜RC时,形成积分电路，积分电路能将方波信号转换成三角波信号，并且随着RC值的增大，输出信号逐渐从方波转换成三角波。

本实验采用定性分析的方法，主要研究RC值的变化对波形的影响。在实验过程中对R、C值的调节是一个难点，需要缓慢地增加RC的值，才能出现波形的渐变情况。但由于所给的可变电阻和可变电容值变化较大，所以需要耐心地选择R、C值。

［1］张茂盛.Rc 积分电路的原理及性质[J].硅谷,2009(06).

［2］卢容德,熊俊俏.谈谈积分电路的分析方法[J].电气电子教学学报,1998(04).