《方波三角波电路工作原理讲述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《方波三角波电路工作原理讲述（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、下一页总目录 章目录返回上一页 电压传输特性 U UOM OM + +U UOM OM 运放处于开环状态运放处于开环状态 一、单限电压比较器一、单限电压比较器 门限电压UT(阈值电平)：输出跃变所对应的输入电压。 ui uo O UR UR uoui R2 + + R1 + + + 当当 u u + + uu 时，时，u u o o = += +U UOM OM u u+ + uu 时，时，u u o o = = U UOM OM 即即 u u i i U R R 时，时，u u o o = = U UOM OM 可见，在 ui =UR 处输出电压 uo 发生跃变。 参考电压 u u+ + =
2、U=UR R ， ， u u = = u u i i 下一页总目录 章目录返回上一页 输出带限幅的单限电压比较器输出带限幅的单限电压比较器 设稳压管的稳定电压为设稳压管的稳定电压为U U Z Z ， 忽略稳压管的正向导通压降忽略稳压管的正向导通压降 则则 u u i i U U R R ，u u o o = = U U Z Z UZ UZ uo R DZ UR uo ui R2 + + R1 + + + 电压传输特性 UOM +UOM ui uo O UR u u i i U R R 时，时，u u o o = = U UOM OM 下一页总目录 章目录返回上一页 二、滞回电压比较器二、滞回电
3、压比较器 上门限电压上门限电压 下门限电压下门限电压 电路中引入正反馈电路中引入正反馈 (1) (1) 提高了比较器的响应速度提高了比较器的响应速度 ； (2) (2) 输出电压的跃变不是发生输出电压的跃变不是发生 在同一门限电压上。在同一门限电压上。 RF 当 uo = + UOM时： 当 uo = UOM时： 门限电压受输 出电压的控制 R2 uo ui + + R1 + + ， 分析分析 下一页总目录 章目录返回上一页 上门限电压上门限电压 U UT1 T1 ： ： u ui i 逐渐增加时的门限电压逐渐增加时的门限电压 下门限电压下门限电压U UT2 T2： ： u ui i 逐渐减小
4、时的门限电压逐渐减小时的门限电压 ui uo O UOM +UOM 电压传输特性 ui t O uo O t +UOM UOM 两次跳变之间具有迟 滞特性滞回比较器 RF R2 uo ui + + R1 + + 下一页总目录 章目录返回上一页 根据叠加原理，有根据叠加原理，有 + UR RF R2 uo ui+ + R1 + + u u i i u uo o O O U U OMOM + +U U OMOM 电压传输特性电压传输特性 当参考电压当参考电压U U R R 不等于零时不等于零时 上门限电压上门限电压 下门限电压下门限电压 下一页总目录 章目录返回上一页 改变参考电压改变参考电压U
5、U R R ，可使传输特性沿横轴移动可使传输特性沿横轴移动。 可见：传输特性不再对称于纵轴， 定义：定义：回差电压回差电压 u u i i u uo o O O U U OMOM + +U U OMOM 电压传输特性电压传输特性 下一页总目录 章目录返回上一页 与过零比较器相比具有以下优点：与过零比较器相比具有以下优点： 1. 1. 改善了输出波形在跃变时的陡度。改善了输出波形在跃变时的陡度。 2. 2. 回差提高了电路的抗干扰能力，回差提高了电路的抗干扰能力， U U越大，抗干扰越大，抗干扰 能力越强。能力越强。 结论：结论： 1. 1. 调节调节R R F F 或或R R 2 2 可以改变
6、回差电压的大小。可以改变回差电压的大小。 2. 2. 改变改变U U R R 可以改变上、下门限电压，可以改变上、下门限电压， 但不影回差但不影回差 电压电压 U U。 电压比较器在数据检测、自动控制、超限控制报电压比较器在数据检测、自动控制、超限控制报 警和波形发生等电路中得到广泛应用。警和波形发生等电路中得到广泛应用。 下一页总目录 章目录返回上一页 信号发生器的作用：信号发生器的作用： 产生一定频率、幅值的输出波形（如正弦波、产生一定频率、幅值的输出波形（如正弦波、 方波、三角波、锯齿波等）。方波、三角波、锯齿波等）。 特点：特点：不用外接输入信号不用外接输入信号 即可产生输出信号。即可
7、产生输出信号。 在电子电路中用以产生各类电子信号的电路在电子电路中用以产生各类电子信号的电路 称为称为信号发生器，信号发生器，又称又称波形发生器波形发生器或或振荡器。振荡器。 7.47.4 集成运放在波形产生方面的应用集成运放在波形产生方面的应用 下一页总目录 章目录返回上一页 7.4.2 7.4.2 矩形波信号发生器矩形波信号发生器 1. 1. 电路结构电路结构 由滞回比较器、由滞回比较器、 RCRC充放电电路组成，充放电电路组成， 电容电压电容电压u u C C 即是比较器即是比较器 的输入电压的输入电压( ( u u -) -)， 2. 2. 工作原理工作原理 设电源接通时，设电源接通时
8、， u u o o = += +U UOM OM ， ，u u C C (0) = 0(0) = 0。 电阻电阻R R 2 2 两端的电压两端的电压U U R R 即是比较器即是比较器 的参考电压的参考电压( ( u u+ + ) ) 。 u uo o 通过通过 R RF F 对电容 对电容C C充电，充电， u u C C 按指数规律增长。按指数规律增长。 R RF F C C u uC C+ + R R1 1 R R2 2 u uo o + + + + + + 充电充电 U UR R + + 下一页总目录 章目录返回上一页 当当 u u o o = += +U UOM OM时， 时，电容电
9、容 充电，充电， u u C C 上升上升， 电容放电，电容放电， u u C C 下降，下降， 当当u u C C U U R R 时，时，u u o o 跳变成跳变成 U UOM OM 当当 u u C C | |U UR R | | 时，时，u u o o 又再次跳变又再次跳变 为为 + +U UOM OM ， ，电容又重新充电。电容又重新充电。 放电放电 2. 2. 工作原理工作原理 R RF F C C u uC C+ + R R1 1 R R2 2 u uo o + + + + + + 充电充电 U UR R + + R RF F C C u uC C+ + R R1 1 R R2
10、 2 u uo o + + + + + + U UR R + + 下一页总目录 章目录返回上一页 uc uo O UOM +UOM 滞回比较器的电压传输特性 下一页总目录 章目录返回上一页 3. 3. 工作波形工作波形 充电充电 放电放电 u uo o u uC C t t 1 1 t t 3 3 t t 2 2 T = TT = T 1 1 +T+T 2 2 电容充放电过程，电容充放电过程，u u C C 的的响应规律为响应规律为 4. 4. 周期与频率周期与频率 T T1 1 T T2 2 T T U U OMOM + + U UOM OM 0 0 t t 下一页总目录 章目录返回上一页
11、在充电过程中在充电过程中在放电过程中在放电过程中 充电充电 放电放电 u uo o u uC C t t 1 1 t t 3 3 t t 2 2 T T1 1 T T2 2 T T 0 0 t t U U OMOM + + U UOM OM 下一页总目录 章目录返回上一页 在充电过程中在充电过程中在放电过程中在放电过程中 则矩形波的周期为则矩形波的周期为 由于上述电路的充放电时间常数相同：由于上述电路的充放电时间常数相同： = RFC 所以所以 下一页总目录 章目录返回上一页 矩形波的频率矩形波的频率 矩形波常用于数字电路中作为信号源矩形波常用于数字电路中作为信号源 下一页总目录 章目录返回上
12、一页 在脉冲电路中，通常将在脉冲电路中，通常将矩形波矩形波的高电平时间的高电平时间T T 1 1 与与 周期周期T T之比称为之比称为占空比，占空比，用字母用字母q q表示，即：表示，即： 上述电路的上述电路的占空比占空比为为 则则占空比占空比为为50%50%的的矩形波矩形波就称为方波。就称为方波。 下一页总目录 章目录返回上一页 1.基本电路:方波发生器 矩形波积分电路三角波 反向积分电路 方波发生器 + + R R1 R2 C + uc - + + R R2 C uo 此电路要求前后电路的时间常数配合 好，不能让积分器饱和。 7.4.3 三角波和锯齿波信号发生器 下一页总目录 章目录返回上
13、一页 + + R R1 R2 C + uc - + + R R2 C uo uo1 uo 三角波的周期由方波发生器确定，其幅值也由 周期T和参数R、C决定。 0 uo1 t Uom -Uom 下一页总目录 章目录返回上一页 R1 R2 R4 R3 UZ DZ A1 ui uO1 C uO R5 A2 R 三角波发生器由组成 A1 滞回电压比较器 A2 反相积分电路 2 . 2 . 实用的三角波发生器实用的三角波发生器 (1) (1) 电路结构电路结构 下一页总目录 章目录返回上一页 (2) (2) 工作原理工作原理 A1：滞回比较器 因 u- = 0 ，所以当 u+ = 0时，A1状态 改变
14、输出输出 u uo1 o1 改变 改变(+(+U U Z Z 跃变到跃变到 U U Z Z 或或 U U Z Z 跃变到跃变到 + +U U Z Z ) )， 当 同时积分电路的输入、输出电压也随之改变。同时积分电路的输入、输出电压也随之改变。 C uo1 R4 DZR2 + + R1 uo R5 R + + + A2 A1 R3 u u + +1 1 =u =u - -1 1 下一页总目录 章目录返回上一页 输出输出 u uo1 o1 改变 改变(+(+U U Z Z 跃变到跃变到 U U Z Z 或或 U U Z Z 跃变到跃变到 + +U U Z Z ) )。 由此可得门限电压：由此可得
15、门限电压： 上门限电压上门限电压 下门限电压下门限电压 uo1 uo O UZ +UZ 下一页总目录 章目录返回上一页 T T1T2 (3) (3) 工作波形工作波形 (4) (4) 周期与频率周期与频率T = T1+ T2 = 2T1 = 2T2 uo1 UZ UZ t O uo 这里取t t0 = T1时进行计算，由工作波形可见 由图示积分电路可得输出电压uo的表达式为 uo1 uo O UZ +UZ 下一页总目录 章目录返回上一页 (4) (4) 周期与频率周期与频率T = T1+ T2 = 2T1 = 2T2 由此可得 即 则周期则周期 振荡频率振荡频率幅值幅值 下一页总目录 章目录返回上一页 (1) 改变电阻R2 、R
