方波三角波电路工作原理

电压传输特性–UOM+UOM运放处于开环状态一、单限电压比较器门限电压UT(阈值电平)：输出跃变所对应的输入电压。uiuoOURURuouiR2++–R1+–++––当u+>u–

时，uo=+UOM

u+<u–

时，uo=–UOM即ui<UR时，uo=+UOM

ui

>UR

时，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

ui>UR，uo=–UZUZ–UZuo'RDZURuouiR2++–R1+–++––电压传输特性–UOM+UOMuiuoOURui<UR时，uo'

=+UOM

ui

>UR

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。RF当uo=+UOM时：当uo

=–UOM时：门限电压受输出电压的控制R2uoui++–R1+–+–－－，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uiuoO

–UOM+UOM电压传输特性uitOuoOt+UOM–UOM两次跳变之间具有迟滞特性——滞回比较器RFR2uoui++–R1+–+–根据叠加原理，有+UR–RFR2uoui++–R1+–+–uiuoO–UOM+UOM电压传输特性当参考电压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。可见：传输特性不再对称于纵轴，定义：回差电压uiuoO–UOM+UOM电压传输特性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。RFCuC+–R1R2uo++–+–充电UR+–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RFCuC+–R1R2uo++–+–充电UR+–RFCuC+–R1R2uo++–+–UR+–ucuoO

–UOM+UOM滞回比较器的电压传输特性3.工作波形充电放电uouCt1t3t2T=T1+T2电容充放电过程，uC的响应规律为4.周期与频率T1T2T–UOM+UOM0t在充电过程中在放电过程中充电放电uouCt1t3t2T1T2T0t–UOM+UOM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反向积分电路方波发生器－++RR1R2C+uc-++RR2Cuo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－++RR1R2C+uc-++RR2Cuouo1uo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。0uo1tUom-UomR1R2

R4R3UZDZA1uiuO1CuOR5A2R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。Cuo1R4DZR2++–R1uoR5R+–++–A2A1R3u+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uo1uoO

–UZ+UZTT1T2(3)工作波形(4)周期与频率T=T1+T2

=2T1=2T2uo1UZ

–UZtOuo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uo1uoO

–UZ+UZ