方波三角波電路工作原理

電壓傳輸特性–UOM+UOM運放處于開環(huán)狀態(tài)一、單限電壓比較器門限電壓UT(閾值電平)：輸出躍變所對應(yīng)的輸入電壓。uiuoOURURuouiR2++–R1+–++––當u+>u–

時，uo=+UOM

u+<u–

時，uo=–UOM即ui<UR時，uo=+UOM

ui

>UR

時，uo=–

UOM可見，在ui=UR處輸出電壓uo發(fā)生躍變。參考電壓

u+=UR，u–

=ui輸出帶限幅的單限電壓比較器設(shè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為UZ，忽略穩(wěn)壓管的正向?qū)▔航祫tui

<

UR，uo

=+UZ

ui>UR，uo=–UZUZ–UZuo'RDZURuouiR2++–R1+–++––電壓傳輸特性–UOM+UOMuiuoOURui<UR時，uo'

=+UOM

ui

>UR

時，uo'

=–

UOM

二、滯回電壓比較器上門限電壓下門限電壓

電路中引入正反饋(1)提高了比較器的響應(yīng)速度；(2)輸出電壓的躍變不是發(fā)生在同一門限電壓上。RF當uo=+UOM時：當uo

=–UOM時：門限電壓受輸出電壓的控制R2uoui++–R1+–+–－－，分析上門限電壓UT1：ui逐漸增加時的門限電壓下門限電壓UT2：ui

逐漸減小時的門限電壓uiuoO

–UOM+UOM電壓傳輸特性uitOuoOt+UOM–UOM兩次跳變之間具有遲滯特性——滯回比較器RFR2uoui++–R1+–+–根據(jù)疊加原理，有+UR–RFR2uoui++–R1+–+–uiuoO–UOM+UOM電壓傳輸特性當參考電壓UR不等于零時上門限電壓下門限電壓改變參考電壓UR，可使傳輸特性沿橫軸移動。可見：傳輸特性不再對稱于縱軸，定義：回差電壓uiuoO–UOM+UOM電壓傳輸特性與過零比較器相比具有以下優(yōu)點：1.改善了輸出波形在躍變時的陡度。2.回差提高了電路的抗干擾能力，U越大，抗干擾能力越強。結(jié)論：1.調(diào)節(jié)RF

或R2可以改變回差電壓的大小。2.改變UR可以改變上、下門限電壓，但不影回差電壓U。電壓比較器在數(shù)據(jù)檢測、自動控制、超限控制報警和波形發(fā)生等電路中得到廣泛應(yīng)用。信號發(fā)生器的作用：產(chǎn)生一定頻率、幅值的輸出波形（如正弦波、方波、三角波、鋸齒波等）。特點：不用外接輸入信號即可產(chǎn)生輸出信號。在電子電路中用以產(chǎn)生各類電子信號的電路稱為信號發(fā)生器，又稱波形發(fā)生器或振蕩器。7.4集成運放在波形產(chǎn)生方面的應(yīng)用7.4.2矩形波信號發(fā)生器1.電路結(jié)構(gòu)

由滯回比較器、RC充放電電路組成，電容電壓uC

即是比較器的輸入電壓(u-)，2.工作原理設(shè)電源接通時，uo

=+UOM

，uC(0)=0。電阻R2兩端的電壓UR即是比較器的參考電壓(u+)。uo

通過RF對電容C充電，uC按指數(shù)規(guī)律增長。RFCuC+–R1R2uo++–+–充電UR+–當uo

=+UOM時，電容充電，uC上升，電容放電，

uC下降，當uC≥UR

時，uo跳變成–UOM當uC≤|UR

|時，uo又再次跳變?yōu)?UOM

，電容又重新充電。放電2.工作原理RFCuC+–R1R2uo++–+–充電UR+–RFCuC+–R1R2uo++–+–UR+–ucuoO

–UOM+UOM滯回比較器的電壓傳輸特性3.工作波形充電放電uouCt1t3t2T=T1+T2電容充放電過程，uC的響應(yīng)規(guī)律為4.周期與頻率T1T2T–UOM+UOM0t在充電過程中在放電過程中充電放電uouCt1t3t2T1T2T0t–UOM+UOM在充電過程中在放電過程中則矩形波的周期為由于上述電路的充放電時間常數(shù)相同：

=RFC

所以矩形波的頻率矩形波常用于數(shù)字電路中作為信號源在脈沖電路中，通常將矩形波的高電平時間T1與周期T之比稱為占空比，用字母q表示，即：上述電路的占空比為則占空比為50%的矩形波就稱為方波。1.基本電路:方波發(fā)生器矩形波積分電路三角波反向積分電路方波發(fā)生器－++RR1R2C+uc-++RR2Cuo此電路要求前后電路的時間常數(shù)配合好，不能讓積分器飽和。7.4.3三角波和鋸齒波信號發(fā)生器－++RR1R2C+uc-++RR2Cuouo1uo三角波的周期由方波發(fā)生器確定，其幅值也由周期T和參數(shù)R、C決定。0uo1tUom-UomR1R2

R4R3UZDZA1uiuO1CuOR5A2R三角波發(fā)生器由組成A1—滯回電壓比較器A2—反相積分電路

2.實用的三角波發(fā)生器(1)電路結(jié)構(gòu)(2)工作原理A1：滯回比較器因u-=0，所以當u+=0時，A1狀態(tài)改變輸出uo1

改變(+UZ

躍變到–UZ

或–UZ

躍變到+UZ)，當同時積分電路的輸入、輸出電壓也隨之改變。Cuo1R4DZR2++–R1uoR5R+–++–A2A1R3u+1=u-1輸出uo1

改變(+UZ

躍變到–UZ

或–UZ

躍變到+UZ)。由此可得門限電壓：上門限電壓下門限電壓uo1uoO

–UZ+UZTT1T2(3)工作波形(4)周期與頻率T=T1+T2

=2T1=2T2uo1UZ

–UZtOuo這里取t－t0

=T1時進行計算，由工作波形可見由圖示積分電路可得輸出電壓uo的表達式為uo1uoO

–UZ+UZ