方波三角波电路工作原理.ppt

电压传输特性,UOM,+UOM,运放处于开环状态,一、单限电压比较器,UT(阈值电平)：输出跃变所对应的输入电压。,当 u+u uo= +UOM u+<u uo= UOM,即 uiUR uo = UOM,可见，在 ui =UR 处输出电压 uo 发生跃变。,参考电压,u+=UR ， u = ui,输出带限幅的单限电压比较器,设稳压管的稳定电压为UZ， 忽略稳压管的正向导通压降 则 ui UR，uo = UZ,uiUR 时，uo = UOM,二、滞回电压比较器,上门限电压,下门限电压,电路中引入正反馈 (1) 提高了比较器的响应速度； (2) 输出电压的跃变不是发生 在同一门限电压上。,当 uo = + UOM时：,当 uo = UOM时：,门限电压受输 出电压的控制,R2,，,分析,上门限电压 UT1 ： ui 逐渐增加时的门限电压,下门限电压UT2： ui 逐渐减小时的门限电压,两次跳变之间具有迟 滞特性滞回比较器,根据叠加原理，有,当参考电压UR不等于零时,上门限电压,下门限电压,改变参考电压UR，可使传输特性沿横轴移动。,定义：回差电压,与过零比较器相比具有以下优点： 1. 改善了输出波形在跃变时的陡度。 2. 回差提高了电路的抗干扰能力，U越大，抗干扰 能力越强。,结论： 1. 调节RF 或R2 可以改变回差电压的大小。 2. 改变UR可以改变上、下门限电压， 但不影回差 电压U。,电压比较器在数据检测、自动控制、超限控制报警和波形发生等电路中得到广泛应用。,信号发生器的作用： 产生一定频率、幅值的输出波形（如正弦波、方波、三角波、锯齿波等）。 特点：不用外接输入信号 即可产生输出信号。,在电子电路中用以产生各类电子信号的电路称为信号发生器，又称波形发生器或振荡器。,7.4 集成运放在波形产生方面的应用,7.4.2 矩形波信号发生器,1. 电路结构,由滞回比较器、,RC充放电电路组成，,电容电压uC 即是比较器的输入电压(u-)，,2. 工作原理,设电源接通时， uo = +UOM ，uC(0) = 0。,电阻R2两端的电压UR即是比较器的参考电压(u+) 。,uo 通过 RF 对电容C充电， uC 按指数规律增长。,充电,当 uo = +UOM时，电容充电， uC上升，,电容放电， uC下降，,当uC UR 时，uo 跳变成 UOM,当 uC |UR |时，uo又再次跳变为 +UOM ，电容又重新充电。,放电,2. 工作原理,滞回比较器的电压传输特性,3. 工作波形,T = T1+T2,电容充放电过程，uC 的响应规律为,4. 周期与频率,0,t,在充电过程中,在放电过程中,0,t,在充电过程中,在放电过程中,则矩形波的周期为,由于上述电路的充放电时间常数相同： = RFC,所以,矩形波的频率,矩形波常用于数字电路中作为信号源,在脉冲电路中，通常将矩形波的高电平时间T1与周期T之比称为占空比，用字母q表示，即：,上述电路的占空比为,则占空比为50%的矩形波就称为方波。,1.基本电路:方波发生器 矩形波积分电路三角波,此电路要求前后电路的时间常数配合好，不能让积分器饱和。,7.4.3 三角波和锯齿波信号发生器,uo,三角波的周期由方波发生器确定，其幅值也由周期T和参数R、C决定。,R1,R2,R4,R3,UZ,DZ,A1,uO1,三角波发生器由,组成,A1 滞回电压比较器,A2 反相积分电路,2 . 实用的三角波发生器,(1) 电路结构,(2) 工作原理,A1：滞回比较器 因 u- = 0 ，所以当 u+ = 0时，A1状态改变,输出 uo1 改变(+UZ 跃变到UZ 或 UZ 跃变到 +UZ)，,当,同时积分电路的输入、输出电压也随之改变。,u+1 =u-1,输出 uo1 改变(+UZ 跃变到UZ 或 UZ 跃变到 +UZ)。,由此可得门限电压：,上门限电压,下门限电压,(3) 工作波形,(4) 周期与频率,T = T1+ T2 = 2T1 = 2T2,这里取t t0 = T1时进行计算，由工作波形可见,由图示积分电路可得输出电压uo的表达式为,(4) 周期与频率,T = T1+ T2 = 2T1 = 2T2,由此可得,即,则周期,振荡频率,幅值,(1) 改变电阻R2 、R3 即可改变三角波的幅值。 (2) 改变积分常数RC 即可改变三角波的频率。,