集成运放组成的波形发生器

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1、1正弦波振荡电路2非正弦波振荡电路第二部分由集成运放组成的波形发生器1正弦波振荡器1.1正弦波振荡器的组成1.2产生正弦波振荡的条件1.3起振条件和稳幅环节1.4RC文氏桥正弦波振荡器其中选频网络由R、C和L、C或石英晶体等电抗性元件组成。振荡器也常因此而命名。1.放大电路2.正反馈网络3.选频网络4.稳幅电路1.1正弦波发生电路的组成AF=A+F=2n图11.01振荡器的方框图1.2产生正弦波的条件右图所示电路若满足：振荡条件：幅度平衡条件：相位平衡条件：则电路产生振荡．起振条件：1.3起振条件和稳幅环节稳幅环节：由于,起振后就要产生

2、增幅振荡，需要靠三极管大信号运用时的非线性特性去限制幅度的增加，这样电路必然产生失真。这就要靠选频网络的作用，选出失真波形的基波分量作为输出信号，以获得正弦波输出。也可以在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以调节放大电路的增益，从而达到稳幅的目的。1.4RC文氏桥振荡电路(1)RC文氏桥振荡电路的构成RC文氏桥振荡电路如图1所示，RC串并联网络是正反馈网络，另外还增加了R3和R4负反馈网络。C1、R1和C2、R2正反馈支路与R3、R4负反馈支路正好构成一个桥路，称为文氏桥。图1RC文氏桥振荡电路当C1=C2、R1=R2时:为满足振荡的幅度条件　　，所

3、以Af≥3。加入R3、R4支路，构成串联电压负反馈。F=0(2)RC文氏桥振荡电路的稳幅过程RC文氏桥振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻R4实现的。R4是正温度系数热敏电阻，当输出电压升高，R4上所加的电压升高，即温度升高，R4的阻值增加，负反馈增强，输出幅度下降。反之输出幅度增加。若热敏电阻是负温度系数，应放置在R3的位置。见图1。(a)稳幅电路(b)稳幅原理图图11.04反并联二极管的稳幅电路采用反并联二极管的稳幅电路如图11.04所示。电路的电压增益为式中R"p是电位器上半部的电阻值，R'p是电位器下半部的电阻值。R'3=R3//RD，RD是

4、并联二极管的等效平均电阻值。当Vo大时，二极管支路的交流电流较大，RD较小，Avf较小，于是Vo下降。由图(b)可看出二极管工作在C、D点所对应的等效电阻，小于工作在A、B点所对应的等效电阻，所以输出幅度小。二极管工作在A、B点，电路的增益较大，引起增幅过程。当输出幅度大到一定程度，增益下降，最后达到稳定幅度的目的。1方波发生电路2三角波发生电路3锯齿波发生电路2非正弦波发生电路方波发生电路是由滞回比较电路和RC定时电路构成的，电路如图2.1所示。(1)工作原理电源刚接通时,设电容C充电，升高。参阅图2.2。图2.1方波发生器2.1方波发生电路当时

5、，，所以电容C放电，下降。当，时，返回初态。方波周期Ｔ用过渡过程公式可以方便地求出图2.2方波发生器波形图图2.1方波发生器过渡时间t:显然为了改变输出方波的占空比，应改变电容器C的充电和放电时间常数。占空比可调的矩形波电路见图2.3。C充电时，充电电流经电位器的上半部、二极管D1、Rf；C放电时，放电电流经Rf、二极管D2、电位器的下半部。图2.3占空比可调方波发生电路(2)占空比可调的矩形波电路占空比为：其中，是电位器中点到上端电阻，是二极管D1的导通电阻。其中，是二极管D2的导通电阻。即改变的中点位置，占空比就可改变。图14.08方波发生器波

6、形图图2.4三角波发生器三角波发生器的电路如图2.4所示。它是由滞回比较器和积分器闭环组合而成的。积分器的输出反馈给滞回比较器，作为滞回比较器的。1.当vO1=+VZ时,则电容C充电,同时vO按线性逐渐下降，当使A1的VP略低于VN时，vO1从+VZ跳变为-VZ。波形图参阅图2.5。2.2三角波发生器2.在vO1=-VZ后，电容C开始放电，vO按线性上升，当使A1的VP略大于零时，vO1从-VZ跳变为+VZ，如此周而复始，产生振荡。vO的上升时间和下降时间相等，斜率绝对值也相等，故vO为三角波。图2.5三角波发生器的波形３．输出峰值４．振荡周期：锯

7、齿波发生器的电路如图2.6所示。显然,为了获得锯齿波，应改变积分器的充放电时间常数。图中的二极管D和R'将使充电时间常数减为(R∥R')C，而放电时间常数仍为RC。图2.6锯齿波发生器电路图锯齿波电路的输出波形图如图2.7所示。2.3锯齿波发生器图2.7锯齿波发生器的波形锯齿波周期可以根据时间常数和锯齿波的幅值求得。锯齿波的幅值为：vo1m=

8、Vz

9、=vomR2/R1vom=

10、Vz

11、R1/R2于是有附１电压比较器电压比较器是一种能将输入的模拟电压信号与预设的某个参考电压相比较并给出比较结果（高电平或低电平）的电路。由于其输入信号是连续变化的信号，而

12、输出却只有高电平或低电平两种状态，所以其中的集成运放往往工作在非线形区，为此，从电路结构来看，运放往往处于开环状态，有时甚