多波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-26 23:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 543RR 2R 3R 1D 1D 2U R E FU 1圖 2（a）遲滯電壓比較器 8 OU OH ?iU?iU OL 圖 2（b）遲滯電壓比較器比較特性 積分電路積 分 電 路 主 要 用 于 波 形 變 換 、 放 大 電 路 失 調(diào) 電 壓 的 消 除 及 反 饋 控 制 中 的 積 分 補(bǔ) 償 等場(chǎng) 合 。 它 可以使輸入方波轉(zhuǎn)換成三角波或者斜波，也 可 將 矩 形 脈 沖 波 轉(zhuǎn) 換 為 鋸 齒 波或 三 角 波 ， 還 可 將 鋸 齒 波 轉(zhuǎn) 換 為 拋 物 波 。 積分電路被廣泛的用于自控系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)中，此外還廣泛應(yīng)用于波形的產(chǎn)生和變換以及儀表之中。 圖3為有源積分電路。由圖可見(jiàn)，輸入信號(hào)電壓 在 中產(chǎn)生的電流 。這個(gè)SuRRuis?1電流全部轉(zhuǎn)移到反饋支路，向 充電，形成相應(yīng)的輸出電壓 。若 上的起始電壓為CoC零，則 ????tsto duRCdiu001實(shí)現(xiàn)理想的積分運(yùn)算。 9 21543CRR L+U sU 0+i1圖 3 積分電路 差分放大器的介紹 差分放大器（Differential Amplifier） ，又稱(chēng)差動(dòng)放大器，它是另一類(lèi)基本放大器，它 是 一 種 零 點(diǎn) 漂 移 很 小 的 直 接 耦 合 放 大 器 ， 常 用 于 直 流 放 大 。 它 可 以 是 平 衡 輸 入 和輸 出 ， 也 可 以 是 單 端 （ 非 平 衡 ） 輸 入 和 輸 出 ， 常 用 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 平 衡 與 不 平 衡 電 路 的 相 互轉(zhuǎn) 換 ， 是 各 種 集 成 電 路 的 一 種 基 本 單 元 。 廣泛應(yīng)用于集成電路中。差分放大器的基本電路如圖 4 所示。它是由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的共發(fā)放大器通過(guò)發(fā)射極電阻 相耦合而成的。一般采用正、負(fù)兩個(gè)極性的電源供電，且 。它有兩個(gè)ER |EVc?輸入端，分別作用著輸入信號(hào)電壓 和 ；有兩個(gè)輸出端。輸出信號(hào)或從其中任一1iU2i個(gè)集電極取出，稱(chēng)為單端輸出，或從兩個(gè)集電極之間取出，稱(chēng)為雙端輸出或浮動(dòng)輸出. 10 R cR LR cR LR E E+U i1V C CT 2T 1U i2+V E E圖 4 差分放大器電路3 總體電路設(shè)計(jì) 方波—三角波產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì) 圖 5 所示的電路是能自動(dòng)產(chǎn)生方波—三角波信號(hào)。電路工作原理如下：運(yùn)算放大器與 、 及 、 組成遲滯電壓比較器， 稱(chēng)為加速電容，可加速比較器的翻轉(zhuǎn)。1AR231RP1C運(yùn)放的反相端接基準(zhǔn)電壓，即，即 ，同相端接輸入電壓 ， 稱(chēng)為平衡電阻。0??UiU1R遲滯電壓比較器的輸出 的高電平等于正電源電壓 ，低電平等于負(fù)電源電壓1o Vc?。當(dāng) 時(shí)，輸出 從高電平 翻轉(zhuǎn)到低電平 ；|)|(|EEVc??????01 EV?當(dāng) 時(shí)，輸出 從低電平 跳到高電平 。?U01EV?c 11 R1R2R3R4R5RP1RP2C1C2U01U022154321543圖 5 方波——三角波產(chǎn)生電路若 ，根據(jù)電路疊加原理可得VcU??01=0 iURPVcRP132132)(???將上式整理，得比較器翻轉(zhuǎn)的下門(mén)限電位 _為i VccUi 132132)(_??????若 ，根據(jù)電路疊加原理可得EVU??01 iEURPVRP132132)(?????將上式整理，得比較器翻轉(zhuǎn)的上門(mén)限電位 為?iUcEi 132132)(????比較器的門(mén)限寬度 VcRPUiiH132??由以上式子可得比較器的電壓傳輸特性如圖 6 所示。 12 1OU Vc? _Ui i Ui EV? 圖 6 比較器傳輸特性運(yùn)放 與 、 、 及 組成反相積分器。其輸入是前級(jí)輸出的方波信號(hào) ，從2A4R2PC5R 1oU而可得積分器的輸出 為oUdtUCRPoo????1242)(當(dāng) 時(shí)，電容 被充電，電容電壓 上升VcUo??12CtVcUO242)(???即 線性下降。當(dāng) 下降到 時(shí)，比較器 A1 的輸出 狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，即2O2O?i2 1OU由高電平 變?yōu)榈碗娖?，于是電容 放電，電容電壓 下降，而1UVc?EV2C2CtRPVctRPUO 24242 )()(????即 線性上升。當(dāng) 上升到 時(shí)，比較器 A1 的輸出 狀態(tài)又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，2O2i2 1OU即 由低電平 變?yōu)楦唠娖?，電容 又被充電，周而復(fù)始，振蕩不停。1UEV?Vc2C可見(jiàn)積分器的輸入為方波時(shí)，輸出是一個(gè)上升速率與下降速率相等的三角波，其波形關(guān)系如圖 7 所示。 圖 7 三角波和方波的關(guān)系比較器和積分器首尾相連，形成閉合回路，則自動(dòng)產(chǎn)生方波三角波。三角 13 201OU?i?iUEV?CV波幅度 為 moU2 VcRPUmo1322??的下降時(shí)間為 ,而2o dttOii 21)(??? 242)(CRPVcto??? 的上升時(shí)間為 ,而2OUdtUtoii22)(??? 24)(cto把 和 的值代入，的三角波的周期（方波的周期與其相同）為?i?i 132421)(RPCtT??從而可知方波—三角波的頻率為 2
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