模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)--波形發(fā)生器-文庫吧
2024-12-28 07:07 本頁面
【正文】 分；因?yàn)楫a(chǎn)生振蕩，就是要求輸出的兩種狀態(tài)自動(dòng)地相互轉(zhuǎn)換，所以電路中必須引入反饋；因?yàn)檩敵鰻顟B(tài)應(yīng)按一定的時(shí)間間隔交替變換，即產(chǎn)生周期性變化，所以電路中要有延遲環(huán)節(jié)來確定每種狀態(tài)維持的時(shí)間。 電路組成 方波發(fā)生電路組成如圖 所示 ,其電壓傳輸特性如圖 所示 3 電路分析 圖 （ a）滯回比較器的輸出電壓 uoUT 閥值電壓 U T (R1/R 1R 2) ?Uz，因而電壓傳輸特性如圖 （ b）所示。設(shè)某一時(shí)刻輸出電壓為 u 0UZ，則同相輸入端電位 upUT。 u0通過 R3 對電容 C正向充電。反相輸入端電位 u N 隨時(shí)間 t 增長而逐漸升高，當(dāng) t 趨近于無窮時(shí)， Nu趨于 UZ ； 但是，一旦 u NUT再稍增大， ou 就從 U Z 躍變?yōu)?UZ，與此同時(shí) up從 UT躍變?yōu)?UT。隨后 u o 又通過 R3 對電容 C 反向充電，或者說放電。輸入端 電位 u N 隨時(shí)間 t 增長而逐漸降低，當(dāng) t 趨近于無窮時(shí)， u N 趨于 ；但是，一旦 uNU T ，再稍減小， uo就從 UZ躍變?yōu)?U Z ，于此同時(shí) u p 從 U T 躍變?yōu)?U T ，電容又開始正向充電。上述過程周而復(fù)始，電路產(chǎn)生離自激震蕩，形成我們所需要的方波。 （ 1）電路圖： 4 矩形波發(fā)生電路圖 震蕩周期： mFInk kInkuFR CI nT RR )(2)15 20*21(*100**2)21(2 2 1 ????? 占空比：當(dāng) T1T2 時(shí)， %41239。39。1 ????? RT WWR RRTD （ 2）、仿真電路 矩形波發(fā)生電路仿真 圖 三角波發(fā)生電路 在圖 ，當(dāng)滯回比較器的閥值電壓數(shù)值較小時(shí)，可將電容兩端的電壓看成為近似三角波。但是，一方面這個(gè)三角波的線性度較差，另一方面帶負(fù)載后將使電路的性能產(chǎn)生變化。因此只要將方波電壓作為積分電路的輸入，在其輸出端就得到三角波電壓。 5 電路組成 由以上分析得到三角波發(fā)生器的電路圖如圖 （ a）所示，波形分析電路圖如圖 （ b）所示。 圖 （ a） 圖 （ b） 電路分析 圖 （ b）滯回比較器的輸出電壓 U01=177。 Uz，它的輸入電壓是積分電路的輸出電壓 u0。，根據(jù)疊加原理，集成運(yùn)放 U5同相輸入端的電位 令 Up1=Un1=0，則閥值電壓 積分電路的輸入電壓是滯回比較器的輸出電壓 u01，而且 u01不是 =Uz，就是 Uz，所以輸出電壓的表達(dá)式為 式中 u0（ t0）為初態(tài)的輸出電壓。設(shè)初態(tài)時(shí) u01正好從 Uz躍變?yōu)?+Uz，則 6 積分電路反向積分， u0隨時(shí)間的增長線性下降，當(dāng) u0=Ut，再稍減小， u01將從 +Uz躍變?yōu)?Uz。使得 U0（ t1）產(chǎn)生躍變時(shí)的輸出電壓。積分電路 正向積分， u 0隨時(shí)間的增長線性增大。當(dāng) u0=+Ut，再稍微增大， u01將從 Uz躍變?yōu)?+Uz， 回到初態(tài)，積分電路又開始反向積分。電路重復(fù)上述過程，產(chǎn)生自己震蕩，輸出三角波形，幅值為 177。 Ut。 方波 三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理 R112354U1R2R3 5 0 %R p 1R4 5 0 %R p 212354U2C1R 1 7 方波 — 三角波產(chǎn)生電路 工作原理如下： mopURR RU 2132T ???? 131242 )(4ppRR CRRRT ??? 7 若 a 點(diǎn)斷開，運(yùn)算發(fā)大器 A1 與 R R2 及 R RP1 組成電壓比較器， C1 為加速電容，可加速比較器的翻轉(zhuǎn)。運(yùn)放的反相端接基準(zhǔn)電壓，即 U=0，同相輸入端接輸入電壓 Uia， R1 稱為平衡電阻。比較器的輸出 Uo1 的高電平等于正電源電壓 +Vcc，低電平等于負(fù)電源電壓 Vee（ |+Vcc|=|Vee|） , 當(dāng)比較器的 U+=U=0時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出 Uo1 從高電平跳到低電平 Vee,或者從低電平 Vee 跳到高電平 Vcc。設(shè) Uo1=+Vcc,則 3122 3 1 2 3 1( ) 0C C i aR R PRU V UR R R P R R R P? ?? ? ? ?? ? ? ? 將上式整理，得
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