方波三角波压控振荡器

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方波三角波压控振荡器

方波三角波压控振荡器

课程设计任务书学生姓名: xz 专业班级:电信1005班指导教师:王绪国工作单位:信息工程学院题目: 方波、三角波压控振荡器设计仿真与实现初始条件:可选元件:集成运算放大器、电阻、电位器、电容若干,直流电源,三极管等,或自备元器件。

可用仪器:示波器,万用表,直流稳压源,函数发生器要求完成的主要任务:(1)设计任务根据初始条件,完成方波、三角波压控振荡器电路的仿真设计、装配与调试。

(2)设计要求①直流控制电压5mV~5V时控制方波、三角波的振荡频率;②选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。

③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图,确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。

④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。

⑤选做:利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。

时间安排:1、第18周前半周,完成仿真设计调试;并制作实物。

2、第18周后半周,硬件调试,撰写、提交课程设计报告,进行验收和答辩。

指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录1 课程设计任务 (3)1.1设计题目 (3)1.2设计要求及技术指标 (3)2 总体方案的设计与选择及原理 (3)2.1方案设计与论证 (3)2.2整体电路工作原理 (4)2.3方波电路设计原理 (4)2.4三角波电路设计原理 (5)2.5 压控电路原理设计 (7)2.6完整原理图及参数计算 (8)3 电路的模拟与仿真 (10)3.1 Multisim仿真 (10)3.2仿真结果分析 (12)4电路的安装和调试 (12)4.1生成元件清单 (12)4.2集成运放LM339简介 (13)4.3集成运放LM324简介 (13)4.4安装和调试 (14)4.4.2调试方波——三角波产生电路 (14)4.5焊接 (15)4.6完整电路板的调试 (17)5 心得体会 (19)6 参考文献 (21)1 课程设计任务1.1设计题目根据初始条件,完成方波、三角波压控振荡器电路的仿真设计、装配与调试。

模拟电子技术课程设计题目

模拟电子技术课程设计题目

模拟电子技术课程设计题目题目一: 函数发生器设计任务和要求:1.能输出频率f =100 Hz ~1kHz 、1kHz ~10 kHz 两档,并连续可调的正弦波、三角波和方波:正弦波:峰一峰值V P-P ≈2V ;三角波:V P-P ≈6V ;方波:V P-P ≈12V 。

2. 能输出频率f =50Hz ~4kHz 并连续可调的锯齿波和矩形波:锯齿波:V P-P ≈4V ,负斜率连续可调。

矩形波:V P-P ≈12V ,占空比为50%~90%并连续可调。

3.设计压控振荡器控制电压范围1~10V ;振荡频率范围:f =500Hz ~5kHz ;测量输入电压与频率的关系,做出曲线。

设计提示:根据设计指标,先产生方波—三角波,再将三角波变换成正弦波。

在方波—三角波的基础上,进行锯齿波、矩形波和压控振荡器的设计。

题目二:低频信号发生及处理系统设计任务和要求:1) 用运算放大器为主要元件设计一个低频信号发生及处理电路。

2) 正弦信号发生单元的输出信号频率为500Hz ±10Hz ,输出电压有效值为20mV 。

3) 将20mV 的正弦信号变换为±20mV 的差模信号。

4) 将±20mV 的差模信号放大为10V 的单端输出的正弦信号。

5) 将10V 正弦信号变换为0~50mV 的矩形波信号,占空比q 在10%~90%范围内连续可调。

6) 将矩形波信号做比例积分运算,比例系数=10,积分时间常数=0.1设计提示:1)可采用电压跟随器及反相比例电路实现单端信号到差模信号的变换。

2)可参考仪用放大器的设计,将±20mV 的差模信号放大为10V 的单端输出的正弦信号。

3)将10V 正弦信号变换为0~50mV 的矩形波信号时可考虑用信号衰减及电平移动2个环节分步实现。

题目三 :设计实现晶体管β值筛选器设计任务和要求:1.对PNP 和NPN 都适用。

2.当时输出<200Hz 的矩形波;当200<β300200<β<时输出>1000Hz 矩形波;当300>β时指示灯亮。

压控振荡器

压控振荡器

压控振荡器压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator,简称VCO)是一种电路,可以根据输入电压的变化而生成相应频率的信号。

VCO广泛应用于通信系统、雷达、无线电发射器等领域,是现代电子设备中不可或缺的组成部分。

方案一:基于电感-电容(LC)谐振电路的压控振荡器设计1.电路原理在LC谐振电路中,电感和电容的组合能够形成一个谐振回路。

当LC 电路中的电感和电容数值合适时,谐振电路会产生一个稳定的频率。

我们可以通过改变电容的值来改变谐振频率,从而实现压控振荡。

可将VCO分为两大模块,即振荡器电路和调谐电路。

振荡器电路:包括LC电路、放大器和反馈网络。

LC电路是谐振结构的核心,放大器用于提供振荡电路的增益,反馈网络将部分振荡输出信号输入到放大器的输入端。

2.电路实现首先,需要确定振荡器的工作频率范围和中心频率。

选择合适的电感和电容数值,使得振荡器在预期频率范围内正常工作。

接下来,设计放大器的增益和反馈网络的增益,以保证正反馈的存在,使振荡器能够自持振荡。

3.压控调谐(VCT)技术压控振荡器要能够实现频率的可调,需要采用压控调谐(Voltage Control Tuning,简称VCT)技术。

常见的VCT技术包括改变电容值、改变电感值和改变电源电压。

在本方案中,我们采用改变电容值的方法来实现压控调谐。

4.控制电路为了实现对电容值的控制,需要设计一个控制电路。

控制电路可以根据输入的电压信号来改变电容值,从而实现对振荡器频率的调节。

控制电路通常由一个比较器和一个电压-电容转换电路组成。

比较器将输入信号与参考电压进行比较,输出响应的电平控制电容值的改变。

5.特性和性能压控振荡器的性能指标包括频率稳定度、调谐范围、调谐灵敏度、输出功率等。

频率稳定度是指振荡器频率的稳定性,调谐范围是指振荡器的工作频率范围,调谐灵敏度是指输入电压变化与频率变化的关系,输出功率是指输出信号的幅值。

总结方案一是基于LC谐振电路的压控振荡器设计。

555定时器构成的方波三角波正弦波发生器设计报告

555定时器构成的方波三角波正弦波发生器设计报告

555定时器构成的方波三角波正弦波发生器设计报告设计报告:555定时器构成的方波、三角波、正弦波发生器一.引言数字电子技术在现代电子设备中得到广泛应用,定时器作为一种常用的集成电路,在实际电路设计中起着重要的作用。

本报告将介绍基于555定时器构成的方波、三角波、正弦波发生器的设计方法和原理。

二.设计原理1.555定时器简介2.方波发生器的设计方波发生器是利用555定时器的比较器功能来实现的。

具体步骤如下:(1)将一个电阻和一个电容连接到555的引脚,构成一个RC电路。

(2)分压电路使输入电压达到比较器的阈值。

(3)连接一个LED或其他负载到输出引脚。

3.三角波发生器的设计三角波发生器基于方波发生器的基础上,通过使用一个二阶RC滤波器来获得平滑的三角波。

具体步骤如下:(1)将一个电阻和一个电容串联到555的引脚。

(2)将滤波电容接在555的引脚上,形成一个RC滤波器。

(3)连接一个负载到滤波电容的两端。

4.正弦波发生器的设计正弦波发生器是通过利用555定时器构成的线性电压控制振荡器实现的。

具体步骤如下:(1)将一个电阻和一个电容连接到555的引脚,构成一个RC电路。

(2)将555的引脚与反相放大器相连。

(3)将反相放大器的输出连接到555的控制电压输入引脚,通过一个电阻和二极管连接到电源。

三.实验结果与分析使用仿真软件对方波、三角波、正弦波发生器进行仿真,得到以下结果:(1)方波发生器:输出波形为高电平和低电平的方波,频率由RC电路的电阻和电容决定。

(2)三角波发生器:输出波形为逐渐上升和下降的三角波,通过RC 滤波电路生成。

(3)正弦波发生器:输出波形为正弦波,通过线性电压控制振荡器实现。

四.结论本报告介绍了基于555定时器构成的方波、三角波、正弦波发生器的设计原理和实验结果。

方波和三角波发生器是利用555定时器的比较器和滤波器功能实现的,而正弦波发生器则利用线性电压控制振荡器来生成正弦波。

这些电路在现代电子设备中得到广泛应用,具有重要的实际意义。

ICL8038电压控制振荡器

ICL8038电压控制振荡器

ICL8038电压控制振荡器
原理
ICL8038电压控制振荡器采用集成电路ICL8038作为关键元件,通过外接电压控制信号和调节电阻,产生可调频率的振荡输出。

ICL8038芯片内部包含正弦波振荡器、方波振荡器、三角波振
荡器和控制电路等模块。

通过对这些模块的合理配置和调节,可以
实现输出频率可调的振荡信号。

应用
ICL8038电压控制振荡器在电子设备中有广泛的应用。

以下是
一些常见的应用场景:
1. 触发器和计数器测试:ICL8038振荡器可以产生各种频率的
信号,用于测试触发器和计数器的工作状态和性能。

2. 声音合成:通过调节ICL8038的频率和幅度,可以产生各种声音效果,用于音乐合成、音效设计等应用。

3. 频率标定:ICL8038振荡器的频率稳定性较高,在频率标定的场景中可以起到重要作用。

4. 信号调制:ICL8038振荡器可以产生高频信号,用于调制其他信号,如射频调制等。

总结
ICL8038电压控制振荡器是一款常见的集成电路,通过外接电压控制信号和调节电阻,可以产生可调频率的振荡输出。

它在电子设备中具有多种应用场景,如触发器和计数器测试、声音合成、频率标定和信号调制等。

简述压控振荡器的原理

简述压控振荡器的原理

简述压控振荡器的原理压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,简称VCO)是一种根据输入的电压信号来调整输出频率的电子设备。

它是现代电子领域中广泛应用的重要部件,被广泛用于通信系统、雷达、电视、射频和微波设备等领域。

压控振荡器的工作原理非常精妙,下面我们来生动、全面地介绍一下。

压控振荡器的工作原理是基于振荡器的自激振荡原理。

简单来说,压控振荡器通过输入的电压信号来改变其谐振回路的频率从而改变输出的频率。

在压控振荡器中,通常采用谐振回路作为振荡源,谐振回路由电感和电容构成。

当输入直流电压信号加到电容上时,会改变电容的等效电容值,从而改变谐振回路的频率。

具体来说,压控振荡器通常采用LC谐振回路或者RC谐振回路作为振荡源。

当谐振回路中的电感和电容组成的共振频率与输出频率一致时,谐振回路就会处于自激振荡状态,输出连续的高频信号。

而压控振荡器的关键是如何通过输入的电压信号来改变谐振回路的频率。

这里引入了一个关键的部件,即压控元件。

压控元件通常采用变容二极管或者压控电容二极管。

当电压信号加到变容二极管上时,将改变其电容值,进而改变谐振回路的频率。

过高的电压信号会使变容二极管的电容值变小,频率也随之增加。

而过低的电压信号则会使变容二极管的电容值变大,频率也随之减小。

除了压控元件,压控振荡器还需要一个控制电路来将输入的电压信号转化成与谐振回路频率相关的电压。

控制电路通常由运算放大器、滤波器和反馈网络组成。

运算放大器会将输入的电压信号放大并传递给谐振回路。

滤波器则起到滤除杂散信号的作用,确保输出的信号纯净。

反馈网络则用于将输出的高频信号反馈到谐振回路,维持振荡器持续振荡。

综上所述,压控振荡器的工作原理是通过压控元件和控制电路来改变谐振回路的频率,从而调整输出的频率。

压控振荡器在现代电子通信领域有着广泛的应用,例如在射频和微波通信系统中,压控振荡器常常被用作频率合成器,产生稳定、高精度的频率信号。

压控振荡器的电路设计2

压控振荡器的电路设计2

1 绪论1.1 压控振荡器原理及发展现状调节可变电阻或可变电容可以改变波形发生电路的振荡频率,要求波形发生电路的振荡频率与控制电压成正比。

这种电路称为压控振荡器,又称为VCO 或u-f 转换电路。

怎样用集成运放构成压控振荡器呢?我们知道积分电路输出电压变化的速率与输入电压的大小成正比,如果积分电容充电使输出电压达到一定程度后,设法使它迅速放电,然后输入电压再给它充电,如此周而复始,产生振荡,其振荡频率与输入电压成正比,即压控振荡器。

其特性用输出角频率0ω与输入控制电压C u 之间的关系曲线(图1.1)来表示。

图中C u 为零时的角频率,(0ω,0)称为自由振荡角频率;曲线在(0ω,0)处的斜率0K 称为控制灵敏度。

使振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制电压的控制,就可构成一个压控振荡器。

在通信或测量仪器中,输入控制电压是欲传输或欲测量的信号(调制信号)。

人们通常把压控振荡器称为调频器,用以产生调频信号。

在自动频率控制环路和锁相环环路中,输入控制电压是误差信号电压,压控振荡器是环路中的一个受控部件。

图1.1 压控振荡器的控制特性压控振荡器的类型有LC 压控振荡器、RC 压控振荡器和晶体压控振荡器。

对压控振荡器的技术要求主要有:频率稳定度好,控制灵敏度高,调频范围宽,频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。

晶体压控振荡器的频率稳定度高,但调频范围窄,RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽,LC压控振荡器居二者之间。

压控振荡器(VCO)是一种振荡频率随外加控制电压变化的振荡器,是频率产生源的关键部件。

频率产生源是大多数电子系统必不可少的组成部分,更是无线通信系统的核心。

在许多现代通信系统中,VCO是可调信号源,用以实现锁相环(PLL)和其他频率合成源电路的快速频率调谐。

VCO已广泛用于手机、卫星通信终端、基站、雷达、导弹制导系统、军事通信系统、数字无线通信、光学多工器、光发射机和其他电子系统。

方波和三角波发生器电路

方波和三角波发生器电路

方波和三角波发生器电路由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器,一般均包括比较器和RC积分器两大部分。

如图6.5所示为由迟滞比较器和集成运放组成的积分电路所构成的方波和三角波发生器。

方波和三角波发生器的工作原理A1构成迟滞比较器,同相端电位Vp由VO1和VO2决定。

利用叠加定理可得:当 Vp>0时 A1输出为正,即VO1 = +Vz;当 Vp<0时, A1输出为负即 VO1 = -VzA2构成反相积分器VO1为负时, VO2 向正向变化, VO1 为正时, VO2 向负向变化。

假设电源接通时VO1 =-Vz,线性增加。

当VO2上升到使Vp略高于0v时,A1的输出翻转到VO1 = +Vz 。

四、报告要求1、课题的任务和要求。

2、课题的不同方案设计和比较,说明所选方案的理由。

3、电路各部分原理分析和参数计算。

4、测试结果及分析:(1)实测输出频率范围,分析设计值和实测值误差的来源。

(2)对应输出频率的高、中、低三点,分别实测输出电压的峰-峰值范围,分析输出电压幅值随频率变化的原因。

(3)频率特性测试,在低频端选定一个输出幅值,而后逐步调高输出频率,选12~15个测试点,用示波器观测输出对应频率下的输出幅值,填入自己预做的表格,画出电路的幅频特性。

注意:输出幅值一旦选定,在调节输出测试频率点过程中,不能再动!(4)画出示波器观测到的各级输出波形,并进行分析;若波行有失真,讨论失真产生的原因和消除的方法。

5、课题总结6、参考文献2、方波、三角波发生器(1)按图11-2所示电路及参数接成方波、三角波发生器。

图11-2(2)将电位器Rp调至中心位置,用双综示波器观察并描绘方波V01及三角波V02(注意标注图形尺寸),并测量Rp及频率值。

表11-3方波V01及三角波V02 波形Rp= (中间) , f=(3)改变Rp的位置,观察对V01和V02 幅值和频率的影响,将测量结果填入表11-3中(记录不失真波形参数)。

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课程设计任务书学生姓名: xz 专业班级:电信1005班指导教师:王绪国工作单位:信息工程学院题目: 方波、三角波压控振荡器设计仿真与实现初始条件:可选元件:集成运算放大器、电阻、电位器、电容若干,直流电源,三极管等,或自备元器件。

可用仪器:示波器,万用表,直流稳压源,函数发生器要求完成的主要任务:(1)设计任务根据初始条件,完成方波、三角波压控振荡器电路的仿真设计、装配与调试。

(2)设计要求①直流控制电压5mV~5V时控制方波、三角波的振荡频率;②选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。

③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图,确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。

④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。

⑤选做:利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。

时间安排:1、第18周前半周,完成仿真设计调试;并制作实物。

2、第18周后半周,硬件调试,撰写、提交课程设计报告,进行验收和答辩。

指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录1 课程设计任务 (3)1.1设计题目 (3)1.2设计要求及技术指标 (3)2 总体方案的设计与选择及原理 (3)2.1方案设计与论证 (3)2.2整体电路工作原理 (4)2.3方波电路设计原理 (4)2.4三角波电路设计原理 (5)2.5 压控电路原理设计 (7)2.6完整原理图及参数计算 (8)3 电路的模拟与仿真 (10)3.1 Multisim仿真 (10)3.2仿真结果分析 (12)4电路的安装和调试 (12)4.1生成元件清单 (12)4.2集成运放LM339简介 (13)4.3集成运放LM324简介 (13)4.4安装和调试 (14)4.4.2调试方波——三角波产生电路 (14)4.5焊接 (15)4.6完整电路板的调试 (17)5 心得体会 (19)6 参考文献 (21)1 课程设计任务1.1设计题目根据初始条件,完成方波、三角波压控振荡器电路的仿真设计、装配与调试。

1.2设计要求及技术指标1.直流控制电压5mV~5V时控制方波、三角波的振荡频率。

频率范围为200Hz~1.5kHz,方波V OM=±8V,三角波V OM=±4V2.选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。

3.利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图,确定电路元件参数、掌握电路工作理。

并仿真实现系统功能。

4.安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。

5.利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。

2 总体方案的设计与选择及原理2.1方案设计与论证方案一∶采用锁相环式频率合成器。

利用锁相环,将压控振荡器(VCO)的输出频率锁定在所需要频率上。

这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性,可以很好地选择所需要频率信号,抑制杂散分量,并且避免了量的滤波器,有利于集成化和小型化。

但由于锁相环本身是一个惰性环节,锁定时间较长,故频率转换时间较长。

而且,由模拟方法合成的正弦波的参数,如幅度、频率相信都很难控制。

方案二:采用电压比较器和积分器同时产生方波和三角波。

其中电压比较器产生方波,对其输出波形进行一次积分产生三角波,采用直流电压信号与积分电路相连,从而改变三角波和方波的频率该电路的优点是十分明显的:1、线性良好,稳定性好;2、频率易调,在几个数量级的频带范围内,可以方便的连续的改变频率,而且频率改变时,幅度恒定不变;3、三角波和方波在半周期内是时间的线性函数,易于变换其他波形。

因此本次 采用同相迟滞电压比较器和积分器同时产生方波和三角波的方案。

2.2整体电路工作原理电压控制振荡器简称为压控振荡器(V oltage Controlled Oscillator,缩写为VCO ),是一种将直流电平变换为相应频率的脉冲变换电路,或者说是输出脉冲频率与输入信号电平成正比例的电路。

他被广泛地应用在自动控制、自动检测与检测技术等技术领域。

压控振荡器的控制电压可以有不痛的输入方式。

如用直流电压作为控制电压,电路可制成频率调节十分方便的信号源;用正弦电压作为控制电压,电路就成为调频振荡器;而用锯齿电压作为控制电压,电路将成为扫频振荡器。

压控振荡器由控制部分、方波、三角波发生器组成,其原理框图如图2-2-1所示2.3方波电路设计原理方波的产生有很多种方法,而用运算放大器的非线性应用电路图——电压比较器是一种产生方波的最简单的电路之一。

如图2-3-1所示,是在单门限电压比较器的基础上加上部分正反馈构成的迟滞电压比较器,其中R3为限流电阻,R1,R2是输入输出取样电路,D1为双向稳压管。

则可以算的Vp =VoR1R1+R2+ViR2R1+R2,阈值电压为Vth=±VoR1R2。

由于迟滞比较器具有回差特性,它具有较强的输出电图2-3-1压抗干扰能力,这是因为当输出电压一旦跳变后,只要在跳变点的附近的输入干扰电压不反相器1 反相器2 模拟开关 方波、三角波发生器 三角波 方波 控制电压 图2-2-1 压控振荡器原理框图超过迟滞宽度的值,输出电压值将稳定不变。

2.4三角波电路设计原理锯齿波和正弦波、方波、三角波是常用的基本测试信号。

三角波产生电路是一种能够直接产生方波或矩形波的非正弦信号发生电路.由于方波或矩形波包含极丰富的谐波,因此这种电路又称为多谐振荡电路.它是在迟滞比较器的基础上,增加了一个由R、C组成的积分电路,把输出电压经过R、C反馈到比较器的反相端.在比较器的输出端引入限流电阻R和两个背靠背的双向稳压管就组成了双向限幅房波发生电路.由于比较器中的运放处于正反馈状态,因此一般情况下,输出电压V0与输入电压V1不成线性关系,只有在输出电压V0发生跳变瞬间,集成运放两个输入电压才可近似等于零,即Vid=0或Vp=Vn=V1是输出电压V0转换的临界条件。

在接通电源的瞬间,输出电压究竟偏于正向饱和还是负向饱和,那纯属偶然。

设输出电压偏于正饱和值,即V0=Vz,时,加到电压比较器同相端的电压为+FVz,而加于反向端的电压,由于电容器C上的电压Vc不能突变,只能由输出电压V0通过电阻R按指数规律向C充电来建立,充电电流为i+.显然,党加到反向端的电压VC略正于+FVz时,输出电压便立即从正饱和值(+Vz)迅速翻转到负饱和值(-Vz),-Vz 又通过R对C进行反向充电. 通常将矩形波为高电平的持续时间与振荡周期的比称为占空比,对称方波的占空比为50%.如需产生占空比小于或大于50%的矩形波,只需适当改变电容C的正反向充电时间常数即可.此外,如在示波器等仪器中,为了使电子按照一定的规律运动,以利用荧光屏显示图像,常用到三角波产生器作为时基电路。

例如,要在示波器荧光屏上不失真地观察到被测信号波形,就要在水平偏转板加上随时间作线性变化的电压——三角波电压,使电子束沿水平方向匀速扫过荧光屏。

常用的三角波发生电路如图2-4-1图2-4-1三角波发生电路设t=0,v c=0,v o1=+V Z ,则v o =-v c =0,运放A1的同相端对地电压为v+′=V Z R1R1+R2+v0R0R1+R2(2−4−1)此时,v01通过R向C恒流充电,v c 线性上升,v0 线性下降,从而使v+′下降。

由于运放反相端接地,因此当v+′下降略小于0是,A1 翻转,v01跳变为-V Z。

图2-4-2反映了t=t1时的波形。

根据式2-4-1可知,此时v0略小于−R1R2V Z。

在t=t1时,v c=-V0=R1R2V Z,v o1=-V Z,运放A1的同相端对地电压为v+′=+V Z R1R1+R2+v0R2R1+R2此时,电容C恒流放电,v c线性下降,v o线性上升,则v+′也上升。

当v+′上升到略大于0时,A1翻转,v0跳变为V Z,如此周而复始,就可在v0端输出幅度为R1R2V Z的三角波。

同时在v01端得到幅度为V Z的方波。

如图2-4-2所示,在t1~t2期间,电容C的放电时间T1=t2−t1=C∆V ci c=C(−2R1R2V Z)−V ZR=2RCR1R2在t2~t3期间,电容C恒流充电,同理,可得充电时间T2=2RC R1 R2因此,周期和频率依次为T=T1+T2=4RC R1R2(2−4−2)f=1T=R24RCR1(2−4−3)图2-4-2 图2-4-32.5 压控电路原理设计如前所述,三角波发生器的振荡频率与积分器的电容充放电时间有关。

而充放电时间与放电电流大小有关,有i c=±V ZR⁄。

因此改变V Z大小可以调节振荡频率。

假如积分器的输入端不与迟滞比较器的输出端相连,而是图2-5-1那样与开关S的一个固定触电相连,开关的另两个触电分别与±V i相连,开关S在+V i和-V i之间的转接受控于迟滞比较器的输出电压,当其输出电压为-V Z,则开关S接向-V i,当其输出电压为+V Z时,则开关S接向+V i。

此时接分歧输出的三角波和迟滞比较器输出的方波的频率均受输入电压V i的控制。

图2-5-12.6完整原理图及参数计算2.6.1完整原理图将各单元电路依次连接起来,最后得到完整原理图如图2-6-1图2-6-1中A3、A4是两个相互串联的反相器,它们的输出电压相等,相位相反,即有V O4=-V O3=V i。

途中D2、D4状态受A2输出控制,当A2输出高电位时,其值大于V o4(v i),D3截止,D4导通,积分器A1对V o4(v i)积分。

反之,当A2输出为低电位时,其值小于V o3(-v i),则D3导通,D4截止,积分器A1对V o3(-v i)积分。

D3、D4在电路中起一个开关的作用。

图2-6-12.6.2 参数计算及元件的选择2.6.2.1参数计算分析图2-6-1中A1、A2构成的为一个方波-三角波产生电路。

由于电路中电容C的充放电时间相等,因此求出电容C的放电时间即可得到电路的振荡周期,从而得到振荡频率。

电容的放电电流为i c=−v iR⁄,在t1~t2放电期间,电容上的电压变化量为∆v c=−2R1R2V Z,由此可得放电时间T i=C∆v ci c=C(−2R1R2V Z)−v iR=2RCR1V ZR2V i(2−4−4)因此电路的震荡周期T=2T1=4RCR1V ZR2v i(2−4−5)相应的振荡频率 f=1T=R24RCR1V Zv i(2−4−6)由式2-4-1可知,v i改变时,f随v i的改变而成正比例变化,但不影响三角波和方波的幅值。

如果v i为直流电压,则电路震荡频率的调节十分容易;当v i的频率远小于f的正弦信号时,则压控振荡器成为调频振荡器,它能输出抗干扰能力很强的调频波。

方波输出幅值为V OM(±V Z),三角波输出幅度为V OLM,它们的关系式为V OLM=±R2R1V OM(2−4−7)由式2-4-6可知v o1=R2R1|v o|=1RC∫v i d tT4⁄=v i T4RC(2−4−8)即振荡频率f=R2v i4R1RCV OM(2−4−9)由式2-4-8、2-4-9可知,当改变控制电压v i时,积分常数改变,三角波将上升、下降的斜率发生改变,即振荡频率改变,从而实现电压控制震荡频率的目的。

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