波形发生器

(7-1)第七章波形发生电路§7.1方波发生器§7.2三角波发生器§7.3锯齿波发生器1.1集成运算放大器简称集成运放，是具有高放大倍数的集成电路。它的内部是直接耦合的多级放大器，整个电路可分为输入级、中间级、输出级三部分。输入级采用差分放大电路以消除零点漂移和抑制干扰；中间级一般采用共发射极电路，以获得足够高的电压增益；输出级一般采用互补对称功放电路，以输出足够大的电压和电流，其输出电阻小，负载能力强。(7-2)一、电路结构omHURRRU211omLURRRU211上下门限电压：下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端。－++RR1R2C+ucuo–§7.1方波发生器(7-3)二、工作原理1.设uo=+UOM此时，输出给C充电!则：u+=UH0tuoUOM-UOMU+Huc0t一旦ucUH,就有u-u+,在ucUH时，u-u+,uo保持+UOM不变；uo立即由＋UOM变成－UOM－++RR1R2C+ucuo–(7-4)此时，C经输出端放电。2.当uo=-UOM时，u+=ULuc降到UL时，uo上翻。UHuctUL当uo重新回到＋UOM以后，电路又进入另一个周期性的变化。－++RR1R2C+ucuo–(7-5)0UHuctULUOMuo0t-UOMT输出波形：－++RR1R2C+ucuo–(7-6)RC电路：起反馈和延迟作用，获得一定的频率。下行迟滞比较器：起开关作用，实现高低电平的转换。－++RR1R2C+ucuo–方波发生器各部分的作用：(7-7)三、周期与频率的计算RCtOMLOMceUUUtu)()(f=1/T)21ln(221RRRCTRCtOMHOMceUUUtu)()(uc上升阶段表示式:uc下降阶段表示式:uc0UHtULT1T2RCTOMLOMHeUUUU2)(RCTOMHOMLeUUUU1)()21ln(2121RRRCTTOMLHURRRUU211(7-8)方波发生器电路的改进：－++RR1R2C+ucuo–－++RR1R2C+ucuoUZ–(7-9)改进型占空比可调－-+++RWR1R2CucuoD1D2abc(7-10)反向积分电路方波发生器电路一：方波发生器矩形波积分电路三角波－++RR1R2C+uc-++RR2Cuo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。§7.2三角波发生器(7-11)tuRCuood11－++RR1R2C+uc-++RR2Cuouo1uo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。0uo1tUom-Uom(7-12)电路二：电路一的改型－++－++A1A2uouo1R02R01RCR2R1反向积分电路上行迟滞比较器特点：由上行的迟滞比较器和反相积分器级联构成，迟滞比较器的输出作为反相积分器的输入，反相积分器的输出又作为迟滞比较器的输入。(7-13)－++uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL上行的迟滞比较器回顾:omHURRU21omLURRU21上下门限电压：(7-14)回顾:反相积分器tuRCuiod1ui-++RR2Cuoui=-Uui=+Utuo0+Uom-Uom(7-15)omHURRU21omLURRU21－++－++A1A2uouo1R02R01RCR2R100uo1t＋UOM－UOMuotUHULtuRCuood11(7-16)周期和频率的计算：tuoUHULT－++－++A1A2uouo1R02R01RCR2R1RCRRf124214RRCRTT1T2LHTOMUUtURC10d1HLTOMUUtURC20d1TTT5.021omTOMURRtURC215.002d1(7-17)电路三：是电路二的改型电路调整电位器RW可以使三角波上下移动。即给纯交流的三角波叠加了一个直流分量。+E-ERW－++－++A1A2uouo1R02R01RCR2R1(7-18)tuoT1T2-－++R2R1++R´R2CuoR+–T1时间段，电容C通过R´放电T2时间段，电容C通过R充电充放电的时间T1、T2可通过R、R'调整。当R'=0时，则为锯齿波发生器。电路四：是电路二的改进电路uo1被嵌位于±Uz(7-19)uot-－++R2R1++R4CuoR+–R3改变三角波发生器中积分电路的充放电时间常数，使放电的时间常数为0，即把三角波发生器转换成了锯齿波发生器。couuuct§7.3锯齿波发生器(7-20)-－++R2R1++R4CuoR+–R3ZTZURRtURC2102d1212RRCRT(7-21)ZHURRU21ZLURRU21|ui|UZ－++R2R1ui-++R3CuoRA1A2uo1D1D2couu把锯齿波发生器积分电路的充电电压由uo1变为ui，则锯齿波发生器转变为压频转换电路。即输出uo的频率由输入电压ui的大小决定。§7.4压频转换(7-22)设uo1=+UZ，则D2截止，D1导通，ui给电容C充电，uo下降，当uo下降到U+L时uo1翻转到-UZ，这时，D1截止，D2导通，电容C快速放电，uo上升，当uo上升到U+H时uo1翻转到+UZ。如此周期变化。uo为锯齿波。工作原理：－++R2R1ui-++R3CuoRA1A2uo1D1D2uccouutucUHULuotULUH(7-23)－++R2R1ui-++R3CuoRA1A2uo1D1D2由电路的工作情况可知：改变电压uiuo的频率变化充电电压变化因此，称该电路为压频转换电路。tucUHUL充电时间变化(7-24)由工作原理可知，uo在U+L、U+H之间变化：TuRCURRiZ1221iZuURCRRT212ZiUuRRRCf1221－++R2R1ui-++R3CuoRA1A2uo1D1D2ZURR21ZURR21