集成运算放大器构成方波信号发生器的电路分析

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1、第25卷第6期⋯西大同大学学报(自然科学版)Vo1．25．No．62009年12月JournalofShanxiDatongunivety(NaturalScience)Dec．2009集成运算放大器构成方波信号发生器的电路分析彭惠芹(山西大同大学3--学院，山西大同037003)摘要：在电子技术应用领域，函数信号发生器的主要用途是在电子电路测量或调试时做信号源，其中由集成运算放大器构成的方波信号发生器具有结构简单、调试方便的优点，本文主要对两款由集成运算放大器构成的方波信号发生器电路作深入的分析．关键词：集成运算放大器方波信号发生器滞回比较器中图分类号：TP211文献标识码：A文章编号

2、：1674—0874(2009)06—0031-02在电子技术应用领域，函数信号发生器的主要由于电容C不断地在正反两个方向充电和放用途是在电子电路测量或调试时做信号源，其中由电，使不断地在正的和负的之间翻转，在集成运算放大器构成的方波信号发生器具有结构简输出端就会得到一定周期和频率的信号．可以证单，调试方便的优点，本文拟对两款由集成运算放明：同相输入端的上限输入电压大器构成的方波信号发生器电路作深入的分析．：R3／(R2+R3)；它的下限输入电压1方波信号发生器=一R3／(R2+月3)．这款电路在许多电子教材中都有介绍，但经过1．2输出波形与振荡频率实际电路的组装调试发现：该电路必须由双

3、电源供由于图1中输出电压的波形是正负半周对电，否则很难起振．下面分析它的工作原理．称的波形，即等于高电平和低电平的时间各为1．1电路组成及工作原理T／2，这种波形的占空比等于50％，所以输出的是方南集成运算放大器双电源供电构成方波信号发波．振荡频率与电路的时间常数RC及R。。有关，生器的电路如图1所示，其中集成运放与电阻：，而与输出电压的幅值无关．在实际应用中，常用改尺，组成滞回比较器，且月和冗，对输出电压U分变尺及c来调节振荡频率，并且用C作为频率的压后，作为运放同相输入端的基准电压．电阻粗调，用R作为频率的细调，调整R：、R和来和电容C组成的积分电路上C两端的电压，作为改变输出电压的

4、幅值．运放反相输入端的已L，稳压管VDz和电阻R的作2方波信号发生器用是钳位，将滞回比较器的输出电压限制在稳压管的稳定由．佰+l／z．这款电路的输出端与地之间由单向稳压管构成，并且由单电源供电，在使用时要更方便．2．1电路组成由集成运算放大器单电源供电构成方波信号发生器的电路如图2所示，其中集成运放与电阻R、尺，，组成滞回比较器，并且尺，R，，尺对输出电压和电源分压后，作为运放同相输入端的基准电压．电容C两端的电压，作为运放反相输入端的一．稳压管VD和电阻尺将滞回比较器的输出图1方波信号发生器(运放由双电源供电)电压限制+和0之间．收稿日期：2009—09—22作者简介：彭惠芹(1974

5、一)，女，山西大同人，硕士，实验师，研究方向：自动化控制·32·山西大同大学学报(自然科学版)2009钲up=up+up—3／[4(尺2+3)+R2R3]+E，3尺4／l2(3+R4)+4j而运放的同相输入端的下限输入电压为：Uo=V(R2∥R，)／(R4+R∥R)=2R3／l尺4(R2+3)+尺2R3j．图2方波信号发生器(运放由单电源供电)2_2工作原理设刚一接通电源的瞬间，电容器C两端的电压=Uc=0，这时，输出电压正值还是0完全是随机的．假设此时，Uo=+，则=，为同相输入端的上限输入电压．同时，将通过电阻对电容c充电，电容C两端的电压逐渐升高，当图3Vce单独作用上升到时，比较

6、器的输出就要发生跳变，由+变为0，也将由跳变到+=，Uo为同相输入端的下限输入电压．于是，电容C原来充上的电压值Uc=up，将通过尺向运放输出端放电，使逐渐降低，当降低到uc：Uv时，又将由0翻转到+Uz．由于C不断地在正反两个方向充电和放电，使不断地在正的和0之间翻转，在输出端就会得到一定周期和频率的信号．与的计算用叠加原理分别算出：Vcc单独作用的电路如图3所示．运放的同相图4单独作用输入端电压为：一(R2∥尺3)／(R4+R2∥R3)：2．3输出波形与振荡频率23／[R4(R：+R3)+2尺3j．该电路的振荡频率与电路的时间常数RC及单独作用的电路如图4所示．运放电同相输R，R，R

7、有关，而与输出电压的幅值无关．在实际入端电压为：”应用中，常用改变R及C来调节振荡频率，并且用=Uz(R3∥4)／(R2+R3∥R4)=c作为频率的粗调，用尺作为频率的细调，调整C，4／lR2(3+尺4)+4J．R：，冗，和来改变输出电压的幅值．所以，运放的同相输入端的上限输入电压为：参考文献[1】柴常．关于USB信号及其光纤传输电路分析fJ】．山西大同大学学报：自然科学版，2007，23(2)：23—26．【2]孙德文．微型机及其