产生矩形波的基本电路,也成为方波发生器,方波发生器是在滞回比较器中加入了一条RC充放电负反馈电路而构成。(在非正玄波发生电路中必有一个滞回比较器缺一不可)
工作原理:在电容C上的电压加在运放的反向输入端使运放工作在非线性区(在非线性区分析时,不能使用续断和虚短),输出只有两个值+VCC和-VCC。假设在接通电源时,电容上的电压为零,输出为正饱和+VCC。同相端电压为(R2/R2+R3)VCC,电容在输出为+VCC的作用下开始充电,当电压升高至(R2/R2+R3)VCC时,运放的反向输入端电压大于同相输入端,此时电路发生翻转,输出电压从+VCC变成-VCC,此时同向端的电压为(R2/R2+R3)-VCC,电容开始放电(可以理解为电容反向充电),当电容两端的电压降至(R2/R2+R3)-VCC时,由于同向端电压高于反向端,输出电压从-VCC翻转到正+VCC,如此循环就构成了方波发生电路,此电路的频率取决于电容的时间常数τ(R4*C),由此可以证明其周期T=2.2*τ,振荡频率为F=1/2.2*τ,因此,改变其阻值就可以调节频率。
但实际用运放做出来的方波发生器在高电平越变成低电平时观察波形看到的却不是理想的方波,而像梯形波。
这是因为运放有一个重要的摇摆参数决定,而教科书上并未出现这个重要参数,运放的摇摆可以理解为在电平切换不够快而导致,电平的切换时间过于长久,所以在观测波形时有点不像方波,解决手段:可以降低运放的工作电压,也可换一个反应换速度快的运算放大器。
审核编辑:刘清
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原文标题:分享一个方波发生电路
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