三角波发生电路设计

1、三角欢发生赛设计制作人：朱立超建 筑 科 技 大 学一.工作点理：1.基本原理图：图1三角波发生电路图2 工作原理:1) 如图1,三角波发生赛电路，有两部分组成。其中集成运放由积分电路 11T卩(-z)dt可知积分电路输出电压同Ui反向。方疵佶号，再通过积分电路积分产生所需要的三角波。A1组成滯回比较器，A2组成积分电路。滞回比较器可以产生稳定的尽CJo段t=0肘积分电路电彖上的初始电压为零，而滞回比较彖输出 端ui=+Uz。又有电路图可以看出，两级电路分别都引入了反债，Z 同相输入端的电压Upl同肘与U。和U。有关，很据疊加定理可得U厂占+点由积分回路同向和反向输入端“虚短”“虚断” Up2

2、= Un2=0从而可知 Uo =Up2.由于to肘电彖两端电压为了零，所以Uo=0,而 ui=+Uz,坎upi也为正。而当ui=+Uz时，经反向积分，输出电压 u。将随着肘间往负方向线性增长，则upl将随之逐渐减小，当减小至 Up1=Un1= 0时，滯回比较器的输出端电压发生跳变，使U1由+Uz跳 支为Uz,此时Upl也将跳支成为一个负值。当ui=Uz时，积分电 路的输出电压U。将随着时问往正方向线性增长，Upl将又逐渐增大， 当增大至up1=Un1= 0肘，澤回比较彖的输出端再次发生跳变，Uoi由 -Uz跳变为+Uz。如此重复上述过程，于是滩回比较器的输出电压Uoi 成为周而复始的矩形波，从

3、而积分电路的输出电压U。也成为周期性 重复的三角波。澤回比较彖和积分电路特性：2）输出幅度:在u】=Uz期间，积分电路的输出电压u。往正方向线性增长, 此时Upl也随着增长，当增长至u pl= Un1 = 0肘，滯回比较器的输出削压ui发生跳麦，而发生跳变肘的u。值即是三角波的最丸值Uom。将条件uoj=wUz, u+=0和Uo=Uom代入上式，可得%&+R2(/) +氏Um可鮮得三角波的输出幅度为om3）周期频率:农积分刎路对uol=-Uz进行积分的半个振荡周期，输出刎压uo由-Uom上升至+Uom ,则对积分电路可列出一下表达式：UzT=2Uom所以三角波的振荡周期为4R.CUom _ 4

4、R.R.CUz_-三角波震荡频率:f _ R2_ 4/?1/?3C三角疵的输出幅度与稳压管的Uz以及电阻值之比R】/R2成正比。三 角波的振荡周期则与积分电路的肘问常数R3C以及电阻值之比R1/R2成正比。仿真设计肘要先确定Uz值（本设计仿真二极管采用1N5233B 类型经测量和对比规格可知其端电压Uz为6V几 再调整电阻R】和R2使输出幅度达到规定值，然后再调整R3和c使振荡周期满足要 求。求鮮各个元件参數:当接通电源肘，由于电彖C上电压是一个缓慢变化的过程，所以C上的初始瞬肘电压为0o滯回比较彖电路：由于滞回比较彖上电阻R2引入的是正反馈，所以当Uol增加时正向输入端Upl也随之上升随着肘

5、间的增加Uol逐 渐增加到U乙积分电路反向积分，11 - uo | ,当uo-UT （闽值电压几uol 从+Uz更麦为Uz。积分电路正向积分，t f - uo f ,多u+Uui从Uz更麦为+Uz ,返回漳回比较器。重复上述过程，便产生周期性的雯化，即振荡O由于输入电压为常量:Uouol(t2-t1)+u0(t1)又有反馈回珞可得:dg+z R + R2 1 R、+ R2化I t所以可以求出f _ R】4&R&(DR令 Ui = Uni = O,当 Ui = Uz 代入，可得：y=土疋”ZT-4&R9所以 1 _ 疋RUOm=Uz0己知 Uz=6V,Uom=6V, f = 500HZ； C=0

6、uF,4其带入Q)式可R.3八1 得尺2 6;= 4Cf = 4x0.1x10_6x500 = 2x10_41/Q朕立(g)可得：-*- = 2x10“= 0.5xl0G = 5KGR5)选定器件列在：己知：Uz=6V C=0uF , R】 = 10KQ R2 = 10KQ R10kQ V:R3：VA-:：5kQ： x卞 UM 15V * *：7 : :R1 ： Wv：10KQ:R2：VW:10KG:“D仁:：d1N5233B :5 ：:D2 ： ：加 1N5233B :$AnrT r-T h-0星艰出iH糕味乍二區去1ElSUUAOrMSW 62寸 sEZOTnJ 匝IE弓9韋AZ699A2699E 禽Irie.Anc898z is.sco*專I16$- 记 一gsx豔接療$由仿真结果可以看到，其基本达到课题要求。凹、谟昱分析：卖际电路中由于要选择确之各个电阻的阻值，特别是第一个必、 要电阻的确定因而会相应产生