【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 值就可以調(diào)節(jié)回差電壓的大小。集成運(yùn)放也可以構(gòu)成滯回比較器，它具有滯回特性，即具有慣性，因而也就具有一定的抗干擾能力。雖然有兩個(gè)閾值電壓，但當(dāng)輸入電壓向單方向變化時(shí)，輸出電壓僅跳變一次。而555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器具有滯回特性和輸出電平轉(zhuǎn)換過(guò)程中的正反饋?zhàn)饔谩?555定時(shí)器的其他作用若以555定時(shí)器ID的端作為觸發(fā)信號(hào)的輸入端，并將由和R組成的反相器輸出電壓接至端，同時(shí)在對(duì)地接入電容C,。 單穩(wěn)態(tài)電路的電路圖和波形圖如果沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，處于高電平，那么穩(wěn)態(tài)時(shí)這個(gè)電路一定處于==1，Q=0，=0的狀態(tài)。假定接通電源后觸發(fā)器停在Q=0的狀態(tài)，則導(dǎo)通0。故==1，Q=0及=0的狀態(tài)將穩(wěn)定的維持不變。如果接通電源后觸發(fā)器停在Q=1的狀態(tài)了，這時(shí)一定截止，便經(jīng)過(guò)R向C充電。當(dāng)充到= 時(shí)，變?yōu)?，于是將觸發(fā)器置0。同時(shí)，導(dǎo)通，電容C經(jīng)過(guò)迅速放電，使0。此后由于==1，觸發(fā)器保持0狀態(tài)不變，輸出也相應(yīng)的穩(wěn)定在=0的狀態(tài)。因此，通電后電路便自動(dòng)的停在=0的穩(wěn)態(tài)。當(dāng)觸發(fā)脈沖的下降沿到達(dá)，使跳變到以下時(shí)，使=0（此時(shí)=1），觸發(fā)器被置1，跳變?yōu)楦唠娖?，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。與此同時(shí)截止，經(jīng)R開(kāi)始向電容C充電。當(dāng)充至=時(shí)，變成0。如果此時(shí)輸入端的觸發(fā)脈沖已消失，回到了高電平，則觸發(fā)器將被置0，于是輸出返回=0的狀態(tài)。同時(shí)又變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，電容C通過(guò)迅速放電，直至0，電路恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。輸出脈沖的寬度等于暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間，而暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間取決于外接電阻R和電容C的大小。，等于電容電壓在充電過(guò)程中從0上升到所需要的時(shí)間，因此得到：通常R的取值在幾百歐姆到幾兆歐姆之間，電容的取值范圍為幾百皮法到幾百微法。的范圍為幾微秒到幾分鐘。但必須注意，隨著得寬度增加，它的精度和穩(wěn)定度也將下降。電源接通后，Vcc通過(guò)電阻RR2向電容C充電。當(dāng)電容上電vC=2/3Vcc時(shí)，閥值輸入端6受到觸發(fā)，比較器C1翻轉(zhuǎn)，輸出電壓Vo=0，同時(shí)放電管T導(dǎo)通，電容C通過(guò)R2放電；當(dāng)電容上電壓Vc=1/3Vcc，比較器C2工作，輸出電壓Vo變?yōu)楦唠娖?。C放電終止、又重新開(kāi)始充電，周而復(fù)始，形成振蕩。其振蕩周期與充放電的時(shí)間有關(guān)：充電時(shí)間：，放電時(shí)間： 振蕩周期： 振蕩頻率： 占空系數(shù)： 當(dāng)R2R1時(shí)，占空系數(shù)近似為50％。 多諧振蕩器的電路圖和波形圖由仿真結(jié)果我們知道：電路的振蕩周期T、占空系數(shù)D，僅與外接元件RR2和C有關(guān)，不受電源電壓變化的影響；改變RR2，即可改變占空系數(shù)，其值可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；改變C的值，可單獨(dú)改變周期，而不影響占空系數(shù)。另外，復(fù)位端4也可輸入1個(gè)控制信號(hào)。復(fù)位端4為低電平時(shí)，電路停振。 運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器（operational amplifier），或簡(jiǎn)稱(chēng)為opamp。放大器是一種二端口器件，它接受一個(gè)成為輸入的外加信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)成為輸出的信號(hào)并使輸出=增益輸入，這里增益是某一種合適的比例常數(shù)。滿(mǎn)足于這一定義的器件稱(chēng)為線(xiàn)性放大器，以區(qū)別于具有非線(xiàn)性輸入輸出關(guān)系的器件。一個(gè)放大器接受來(lái)自上面某個(gè)源的輸入，并將它的輸出向下輸送到某個(gè)負(fù)載。決定于輸入和輸出信號(hào)的屬性，可有不同類(lèi)型的放大器。最普遍的就是電壓放大器，它的輸入和輸出都是電壓。這個(gè)放大器的每一端口都能用戴維南等效給予建模，它有一個(gè)電壓源和一個(gè)串聯(lián)電阻組成。輸入端口通常起一個(gè)純無(wú)源的作用，所以只用一個(gè)電阻來(lái)建模稱(chēng)之為該放大器的輸入電阻。輸出端口用一個(gè)表明與有關(guān)的電壓控制電壓源（VCVS）和一個(gè)稱(chēng)為輸出電阻的串聯(lián)電阻來(lái)建模。值得注意的是，輸入源也是用戴維南等效給于建模的，它由源電壓和串聯(lián)電阻構(gòu)成；輸出負(fù)載起無(wú)源的作用，用電阻建模。在輸出端口應(yīng)用電壓分壓器公式得出，注意到，當(dāng)不存在任何負(fù)載（）時(shí)，就有。所以稱(chēng)為無(wú)載或開(kāi)路電壓增益。在輸入端口應(yīng)用電壓分壓器公式得出，消去并經(jīng)整理得到源電壓負(fù)載增益為，當(dāng)信號(hào)從源向負(fù)載傳播時(shí)，首先在輸入端口受到某些衰減，然后在放大器內(nèi)部放大，最后在輸出端口又有額外的衰減。這些衰減統(tǒng)稱(chēng)之為加載效應(yīng)。 三角波發(fā)生電路在直流穩(wěn)壓電源提供電壓的條件下，電容的充電和放電過(guò)程，就產(chǎn)生了三角波?；谶@個(gè)原理，最常見(jiàn)而且比較好實(shí)現(xiàn)的方法就是運(yùn)用集成運(yùn)放構(gòu)成的積分電路。在自控系統(tǒng)中，常用積分電路作為調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)；此外，還廣泛應(yīng)用于波形的產(chǎn)生和變換以及儀器儀表之中，以集成運(yùn)放作為放大電路，利用電阻和電容作為反饋網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)算電路。，由于集成運(yùn)放的同相輸入端通過(guò)接地，為“虛地”。電路中，電容C中電流等于電阻R中電流：，輸出電壓與電容上電壓的關(guān)系為：而電容上電壓等于其電流的積分，故 積分電路 在求解到時(shí)間段的積分值時(shí)式中為積分其實(shí)時(shí)刻的輸出電壓，即積分運(yùn)算的起始值，積分的終值是時(shí)刻的輸出電壓。 當(dāng)為常數(shù)時(shí)，當(dāng)輸入為節(jié)約信號(hào)時(shí)，若時(shí)刻電容上的電壓為零，(a)所示。當(dāng)輸入為方波和正弦波時(shí)，(b)(c)所示。 t t VoVott（b）（a）tVot（c） 積分運(yùn)算電路在不同輸入情況下的波形(a)輸入為階躍信號(hào) (b)輸入為方波 (c)輸入為正弦波在實(shí)用電路中，為了防止低頻信號(hào)增益過(guò)大，常在電容上并聯(lián)一個(gè)電阻加以限制。 積分電路 總電路分析 根據(jù)前面的介紹分析，： 方波和三角波發(fā)生器的綜合電路如圖所示，整個(gè)電路是一個(gè)數(shù)?；旌霞呻娐罚饕蓛刹糠謽?gòu)成，由LM741集成運(yùn)放構(gòu)成的積分電路是三角波發(fā)生電路，而由555定時(shí)器構(gòu)成的電路是整形電路將積分電路產(chǎn)生的三角波整形為方波。在前面已經(jīng)介紹過(guò)，產(chǎn)生方波的方法不外乎有兩種，一種是通過(guò)各種多諧振蕩器直接產(chǎn)生方波，另一種則是利用各種整形電路將原有的周期性的波形整形為符合要求的波形。在本設(shè)計(jì)中我采用第二種，因?yàn)楦鶕?jù)要求要產(chǎn)生頻率為失真度小的三角波和方波，所以用整形電路比較方便，更容易實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)。LM741集成運(yùn)放的工作電壓為，所以我用的直流電壓源的伏值為。LM741集成運(yùn)放的外圍電路是由電容C和電阻R構(gòu)成，而為了實(shí)現(xiàn)頻率可調(diào)，所以R是由一個(gè)電阻和一個(gè)電位器組成。通過(guò)恒流源交替的對(duì)電容充電和放電，就形成了三角波。555定時(shí)器構(gòu)成的同相遲滯比較器起到整形的作用。這正是我所設(shè)計(jì)的地方。由555定時(shí)器的5腳（控制電壓輸入端）作為信號(hào)輸入端，由26腳提供參考電壓。當(dāng)時(shí)，，Q=0，故；當(dāng)時(shí)，故保持低電平不變；當(dāng)時(shí)，，Q=1，故=1；所以，滯回電壓值為：。正好與26腳作為信號(hào)輸入端，參考電壓由5腳提供的反相遲滯比較器的情況相反。調(diào)節(jié)電位器可改變輸出波形的頻率，還可以通過(guò)改變R1和R2的比例來(lái)改變頻率的大小，但是改變頻率的同時(shí)也會(huì)改變占空比。當(dāng)占空比為50%時(shí)，輸出波形呈對(duì)稱(chēng)波形，當(dāng)占空比為某一值時(shí)，三角波可變?yōu)殇忼X波。 而要改變輸出波形的頻率，則要改變直流電壓的伏值，因?yàn)檩敵霾ㄐ蔚姆热Q于供電源的伏值。 設(shè)計(jì)電路仿真波形圖 設(shè)計(jì)電路仿真波形圖由波形圖得知，電容在與之間充電的時(shí)間為方波周期的一半，所以就有： 這是占空比為50%時(shí)的頻率，當(dāng)占空比不為50%時(shí)，輸出波形的頻率的計(jì)算過(guò)程如下：設(shè)R1上的電壓為： R2上的電壓為：當(dāng)方波電壓為E時(shí)，由運(yùn)放虛短路得：電阻R的電壓等于R1上的電壓，積分電流，周期：占空比：例如：當(dāng)=50KΩ時(shí)，頻率， 仿真波形圖當(dāng)直流電源為20V，輸出波形的幅度就會(huì)增大，但是頻率不變。 改變直流電壓源后的輸出波形圖4. 結(jié)論 R是由一個(gè)電阻和一個(gè)電位器組成，使用電位器的目的是為了實(shí)現(xiàn)頻率的可調(diào)，C不變，當(dāng)R=13，f=。R不變，當(dāng)C=10，f=。而和不但起分壓作用，而且也可以起到調(diào)節(jié)頻率和占空比的作用，當(dāng)和的比例為1：1時(shí)，輸出波形為對(duì)稱(chēng)波形，增大，占空比減小。改變和的比例，還可能會(huì)得到鋸齒波。由此分析得出。 因?yàn)檩敵霾ㄐ蔚姆仁怯芍绷麟娫吹碾妷旱闹邓鶝Q定的，所以，若要對(duì)輸出波形的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)，則可通過(guò)改變直流電源的伏值來(lái)實(shí)現(xiàn)。致 謝首先我要感謝我的指導(dǎo)老師，龍光利老師。龍老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。授人以魚(yú)不如授人以漁，置身其間，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹(shù)立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，而且還明白了許多待人接物與為人處世的道理。其嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華，與無(wú)微不至、感人至深的人文關(guān)懷，倍感親切，豈是三言?xún)烧Z(yǔ)能夠說(shuō)得清，道得明的。我無(wú)法用準(zhǔn)確生動(dòng)的語(yǔ)言來(lái)淋漓盡致地描述自己的真實(shí)感受，只好將它深深地埋在心底，化作一道虔誠(chéng)的祝福。其次，我要感謝我的同組搭檔，在我們遇到困難時(shí)，我們能互相鼓勵(lì)，互相幫助。我們的協(xié)助工作才能使我們?cè)谠O(shè)計(jì)中克服種種難題，順利地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。在此，我衷心地祝愿導(dǎo)師合家歡樂(lè)，一生平安。同時(shí)，也將祝福送給每一位幫助過(guò)我的師長(zhǎng)。參考文獻(xiàn)[1] [J].電子制作，2006,143（2）. 4849[2] 曾興雯，劉乃安，. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1994. 2632[3] [J].電子制作，2005,135（6）. 3538[4] [J].電子制作，2005,134（5）. 36[5] 駱新全，黃玲玲. 電路仿真與PCB設(shè)計(jì)——,Multisim2001及Protel99 SE的應(yīng)用 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004. 3042[6] 李忠波，袁宏. 電子設(shè)計(jì)與仿真技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社，[7] 江明. 單片機(jī)控制多功能信號(hào)發(fā)生器. 學(xué)位論文. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào). 2004，第12卷（3）[8] 張躍勤，張文希，湯懷清. 智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器. 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The basic principles governing all these oscillators are investigated. In addition to determining the conditions required for oscillation to take place, the frequency and amplitude stability are also studied. show an amplifier, a feedback network, and an input mixing circuit not yet connected to form a closed loop. The amplifier provides an output signal as a consequence of the signal applied directly to the amplif