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1、三角波发生电路设计三角波发生器设计制作人：朱立超西安建筑科技大学制作人：朱立超西安建筑科技大学一、工作原理:1.基本原理图:图1三角波发生电路2.工作原理：1) 如图1,三角波发生器电路，有两部分组成。其中集成运放A1组成滞回比较器，A2组成积分电路。滞回比较器可以产生稳定的方波信号，再通过积分电路积分产生所需要的三角波。1T由积分电路0(Uz)dt可知积分电路输出电压同Uo1反向。RC0设t=0时积分电路电容上的初始电压为零，而滞回比较器输出端Uo1=+Uz。又有电路图可以看出，两级电路分别都引入了反馈，A1同相输入端的电压up1同时与Uo1和Uo有关，根据叠加定理可得Up1Uo1R2RR2
2、Uo由积分回路同向和反向输入端“虚短”“虚断Up2=un2=0从而可知Uo=Up2.由于to时电容两端电压为了零，所以Uo=0，而Uo1=+Uz，故up1也为正。而当Uo1=+Uz时，经反向积分，输出电压Uo将随着时间往负方向线性增长，则UP1将随之逐渐减小，当减小至up1=un1=0时，滞回比较器的输出端电压发生跳变，使U1由+Uz跳变为-Uz，此时Up1也将跳变成为一个负值。当Uo1=-Uz时，积分电路的输出电压Uo将随着时间往正方向线性增长，up1将又逐渐增大，当增大至UP仁un1=0时，滞回比较器的输出端再次发生跳变，U01由-Uz跳变为+Uz。如此重复上述过程，于是滞回比较器的输出电
3、压U01成为周而复始的矩形波，从而积分电路的输出电压uo也成为周期性重复的三角波。滞回比较器和积分电路特性：图2电压输出特性图3电路的波形图2）输出幅度：在Uo1=-Uz期间，积分电路的输出电压Uo往正方向线性增长，此时up1也随着增长，当增长至up仁un1=0时，滞回比较器的输出电压Uo1发生跳变，而发生跳变时的Uo值即是三角波的最大值Uom。将条件Uoi二-Uz,u+=0和Uo二Uom代入上式，可得R2UomR1R2可解得三角波的输出幅度为Uom3）周期频率：在积分电路对Uoi=-Uz进行积分的半个振荡周期内，输出电压Uo由-Uom上升至+Uom，则对积分电路可列出一下表达式:丄hUz)d
4、tR3C02UomUzT即亦2T4R3CUom2Uom所以三角波的振荡周期为Uz4尺R3CR2三角波震荡频率:R24R1R3C三角波的输出幅度与稳压管的Uz以及电阻值之比R1/R2成正比。三角波的振荡周期则与积分电路的时间常数R3C以及电阻值之比R1/R2成正比。仿真设计时要先确定Uz值（本设计仿真二极管采用1N5233B类型经测量和对比规格可知其端电压Uz为6V），再调整电阻Ri和R2，使输出幅度达到规定值，然后再调整R3和C使振荡周期满足要求。二、求解各个元件参数：当接通电源时，由于电容C上电压是一个缓慢变化的过程，所以C上的初始瞬时电压为0。滞回比较器电路：由于滞回比较器上电阻R2引入的
5、是正反馈，所以当uo1增加时正向输入端up1也随之上升随着时间的增加uo1逐渐增加到UZ.积分电路反向积分，tf-tloJ,当Uo-Ut（阈值电压），Uol从+Uz跃变为-Uz。积分电路正向积分，tf-d,当Uo+Ut,Uol从-Uz跃变为+Uz，返回滞回比较器。重复上述过程，便产生周期性的变化，即振荡。由于输入电压为常量:Uo1UoiR3Co1t2tlUoti又有反馈回路可得:Upl几山1R1R2二UoR1R2令Uo1=UN1=0,当Uol=Uz代入，可得:1TUTUzUTR3C2所以可以求出fR_4R1R3C所以TRUzR24R|R3CUtR2UOmjUzR2已知UZ=6V,Uomf6V,=500H乙C=0.1uF,将其带入式可得旦6V1R26；R24Cf40.110650021041/R1R3联立可得：12104R,0.51045K5）选定器件列表：已知：Uz=6VC=0.1uF，R1=10KQR2=10KQR4=2KQR3=5KQR5=10KQ;由仿真结果可以看到，其基本达到课题要求。四、误差分析：实际电路中由于要选择确定各个电阻的阻值，特别是第一个必要电阻的确定因而会相应产生误差由于是电子仿真，自然也存在误差，误差主要来自电子仿真器件的参数。五、参考书籍：模拟电子技术基础（第四版）清华大学童诗白著Multisim10&Ultiboard10原理图仿真与PCB设计
