比较器方波发生器
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）。
三角波方波发生器实验报告
三角波方波发生器实验报告一、实验目的本实验旨在掌握三角波、方波发生器的工作原理，学习使用运算放大器、电容、电阻等元器件搭建三角波、方波发生器电路，并对其进行调试。
二、实验原理1. 三角波发生器三角波发生器是一种能够输出呈直线上升或下降的信号的电路，其输出信号的频率和幅度可以通过改变电路中元件参数来调节。
常用的三角波发生器电路是基于反相输入正弦振荡器和积分放大器构成的。
2. 方波发生器方波发生器是一种能够输出高低电平交替出现的信号的电路，其输出信号频率和占空比可以通过改变元件参数来调节。
常用的方波发生器电路是基于反相输入比较器和反馈网络构成的。
三、实验步骤及结果1. 搭建三角波发生器电路将运算放大器（LM358）连接至两个10kΩ电阻组成反相输入正弦振荡器，再将积分放大器（LM358）连接至10kΩ电阻和100nF陶瓷电容组成积分放大网络。
调节电路中电阻和电容的参数，使其输出三角波信号。
示波器测量输出信号频率为1kHz，幅度为±3V。
2. 搭建方波发生器电路将运算放大器（LM358）连接至两个10kΩ电阻组成反相输入比较器，再将反馈网络连接至100kΩ电阻和1nF陶瓷电容组成积分放大网络。
调节电路中电阻和电容的参数，使其输出50%占空比的方波信号。
示波器测量输出信号频率为1kHz，幅度为±3V。
四、实验分析通过本实验的搭建和调试过程，我们深入了解了三角波、方波发生器的工作原理，并掌握了使用运算放大器、电容、电阻等元器件搭建三角波、方波发生器的方法。
同时，在实验中我们也学会了如何通过改变元件参数来调节输出信号频率和幅度。
五、实验总结本次实验是一次很好的综合性实验，在实践中我们不仅学习到了基础的三角波、方波发生器原理，还掌握了一些基本的模拟电路设计方法和手段。
在以后的学习和实践中，我们应该更加深入地理解和掌握这些知识，为以后的电路设计打下坚实的基础。
比较器波形发生器
UZ
-UZ
0 -UZ
t
[例2]
第8章 8.2
电路传输特性如图所示，已知uI波形画出uO波形。
9
uo
UT=±3V
uI
3 0 -3 9 0 -9
t
-3
0
3
uI
uo
-9
t
与单限比较器相比抗干扰能力较强。
[例3] 根据已知电压传输特性设计一个电压比较
器，要求所用电阻在20~100k之间。
第8章 8 2
uo
6
解： ui
根据传输特性可以判断出信号从同相端 输入, uo= ±6V, UT1 =3V ,UT2 = -3V。 R1
+
R A
uo
-3
0
3
ui
R2
±6V
-6
R2 R1 uP uI uO uN 0 R1 R 2 R1 R 2 R1 1 可选R1=50k R1 UT UZ 3V R 2 R2=100 k 2 R2
R1
同相输入端电位：
阈值电压：
R1 uP UZ R1 R 2
R1 UT UZ R1 R 2
电压传输特性： 当uI < -UT 时，存在 uN < uP ， 则uo = +UZ 。
只有当uI增大到+UT ，再增加一 个无穷小量， uo才会从+UZ跃 变到-UZ 。 当uI >+UT 时，存在uN>uP ，则
第8章 8 4
8.3.5 集成函数发生器简介
ICL8038是可以同时产生方波、三角波和正弦波的专 用集成电路。 ICL8038 的引脚图
第8章 8 2
各种比较器电路及波形产生器
首页| 行业黑名单| 委托交易| 帮助| En滞回电压比较器作者：ｗｅｉｇａｏｌｅ栏目：新手园地滞回电压比较器更新时间：2007年05月10日输出引一个电阻分压支路到同相输入端，组成如图11-4-4(a)所示电路。
2007-02/20070210101630701.gif onload="return imgzoom(this,550)" onerror="javascript:errpic )" border=0 onclick="javascript:window.open(this.src);" style="cursor: pointer" useMap=#Map>电路图(b) 传输特性11-4-4 滞回电压比较器作原理ui从零逐渐增大，且ui ≤UTH1时，u0=U+om，UTH1称为上限触发电平，或称为上限阈值。
UTH 用叠加原理求出2007-02/20070210101630460.gif onload="return imgzoom(this,550)" onerror="javascript:errpic )" border=0 onclick="javascript:window.open(this.src);" style="cursor: pointer" useMap=#Map>输入电压ui ≥UTH1时，u0=U-om。
此时触发电平变为UTH2，称为下限触发电平，或下限阈值。
2007-02/20070210101630578.gif onload="return imgzoom(this,550)" onerror="javascript:errpic )" border=0 onclick="javascript:window.open(this.src);" style="cursor: pointer" useMap=#Map>ui 逐渐减小，且ui=UTH2以前，u0始终等于U-om。
占空比可调的方波函数发生器
西北民族大学电气工程学院课程设计说明书（2011/2012学年第二学期）课程名称：模电课程设计题目：正弦波发生器设计专业班级：10级自动化一班学生姓名：杨香林学号：P101813404指导教师：刘明华设计成绩：二〇一二年六月二十三日目录1.课程设计的目的2.课程设计内容2.1总体概述2.11 设计任务2.12 设计要求2.2系统方案分析2.3系统设计及仿真2.4硬件设计3.课程设计总结4.参考文献1、课程设计目的1．掌握电子系统的一般设计方法。
2．理解迟滞比较器的设计原理，掌握方波函数发生器的设计原理。
3．理解555定时器的工作原理，掌握多谐振荡器的设计原理。
4．熟练运用multisim仿真软件设计和仿真电路。
5．提高综合应用所学知识来指导实践的能力。
2、课程设计总文2.1总体概述2.11 设计任务使用集成运算放大器、稳压二极管、二极管、电阻等器件设计方波函数发生器。
2.12 设计要求1、根据技术要求和现有开发环境，分析课设题目；2、设计系统实现方案；3、要求占空比可调；输出电压：8V<|Vo|<15V；周期：2ms<T<10ms；4、通过multisim仿真软件进行仿真；5、记录仿真结果、修改并完善设计；6、编写课程设计报告和总结。
2.2系统方案分析迟滞比较器，是将集成运放比较器的输出电压通过反馈网络加到同相端，形成正反馈，如图2.21（a ）所示，待比较电压I 加在反相输入端。
在理想情况下，它的比较特性如图2.11（b ）所示。
由图可见，它有两个门限电压，分别称为上门限电压OHU 和下门限电压OLU ，两者的差值称为门限宽度。
图2.2(a ）图2.2（b ）设比较器输出高电平OHU ，则OH U 和refU 共同加到同相输入端的合成电压为ref2112121U R R R U R R R U OH +++=+当I ν由小增大地通过1+U 时，输出电压由OH U 下跃到OL U 。
迟滞比较器和RC负反馈回路构成方波发生器 ppt课件
m/article/88/171/2010/201.html
迟滞比较器和RC负反馈回路构成方波发生器
4
迟滞比较器和RC负反馈回路构成方波发生器
迟滞比较器和RC负反馈回路构成方波发生器
。电路的工作过程是：电源接通时刻（T=0），设C两端 电压HC=0比较器输出电压UO=+，此时运放同相端电压为 当UO=+UZ时，+UZ
迟滞比较器和RC负反馈回路构成方波发生器
通过R向C充电，UC随时间按正指数规律上升，当UC上升 到略高于FUZ时，UO从+UZ跳变为UZ。此后，C经R放电UC 按负指数规律下降
生器方波发生器如图5.3-34所示，其电路是由一个迟滞比 较器和一个RC负反馈回路构成。比较器输出电压UO被两 个特性相同的稳压管限幅，
迟滞比较器和RC负反馈回路构成方波发生器
在比较过程中，输出电压被稳定在正负UZ（UZ为稳压管 VDZ的稳定电压、下同）而保持恒定。R1、R2为限流电阻， 一般为10~100千欧
迟滞比较器和RC负反馈回路构成方波发生器
。在C放电期间，U0=-UZ，运放同相端电压为-FUZ。当UC 下降到略低于-FUZ时，UO又立刻跳到+UZ，回到初始状态 如此周而复始
迟滞比较器和RC负反馈回路构成方波发生器
，便有方波输出。UO及UC的波形见图5.3-34B。图中所以 方波的周期为T0为由上可以看出，改变R、R3、R4或C， 均可改变振荡频率
迟滞比较器和RC2010年04月20日 17:300 [导读] 迟滞比较 器和RC负反馈回路构成
迟滞比较器和RC负反馈回路构成方波发生器
方波发生器方波发生器如图5.3-34所示，其电路是由一个 迟滞比较器和一个RC负反馈关键词：发生器迟滞比较器 和RC负反馈回路构成方波发
比较器和波形发生器
UREF R N
8
R3
uO
传输特性 uO UZ
uI
P
UZ
R2
R1
uPuIRR11URZ2R2
状态翻转时，uP = uN = UREF
若 UREF = 0
则UT
UZR2 R1
U R Z 2 U T
R1 比较器和波形发生器
UT O UT+ uI
UZ
即uIR1UZR2 R1R2
UREF
U = UT+ UT
比较器和波形发生器
当UC＜UB＜UA时，Ｕ01、Ｕ
+18V
02均为高电平，三色发光二 极管(LED)呈橙色，说明所
RP3
1k
RP1 UA 5
1k
8
∞ 7 R1100k
LED
测稳压管符合要求。
R3
A1 uo1
绿
200
6
UB LM393
当UB＞UA＞UC时，Ｕ01为低 电平，Ｕ02为高电平，LED VZ 呈红色，说明所测稳压管稳
比较器和波形发生器
2)传输特性
uI R
8
R3
uO
uO UZ
上门限
UREF
P
R2
R1
UZ
O
下门限
当 uI 逐渐增大时
UZ
只要 uI < UT+ ，则 uO = UZ
UT UT+ uI
U
回差
电压
一旦 uI > UT+ ，则 uO = UZ
U = UT+ UT
当 uI 逐渐减小时
特点：
只要 uI > U T ，则 uO = UZ 一旦 uI < UT ，则 u = U O Z 比较器和波形发生器
方波发生器滞回比较器
方波（Square wave ）发生器是非正弦发生器中应用最广的电路，数字电路和微机电路中时钟信号就由方波发生器提供。
1、电路组成方波发生器电路如图4.5.6a 所示。
它由滞回比较器和具有延时作用的RC 反馈网络组成。
图4.5.6 方波发生器a)电路图 b)波形图2、工作原理输出端接限幅电路的滞回比较器的输出电压u o =±（U Z +U D ）≈±U Z 。
当电源接通，t =0时刻， u c =0，设u o1=+U Z ，+u 为Z o th U R R R u R R R u U 2111211'1+-=+==+输出电压u o =U Z ，C 充电, u c 按指数规律上升,如图4.5.7 b 曲线①。
u c = U th1时,电路状态发生翻转， u o1突变为u o2=－U Z 。
此时, +u 突变为Z th U R R R u R R R u U 21102211"2+=+==+ (4.5.2)此时，u c 放电而下降，如图4.5.6 b 曲线②，放电完毕后电容反向充电，当u c = u －=U th2，电路发生翻转，u o =+U Z 。
电容反向放电，当放电完毕进行正向充电，当u c =U th1时，电路又发生翻转，输出由+U Z 突变为－U Z 。
如此反复，在输出端即产生方波波形。
波形如图4.5.6b 所示。
3.振荡频率估算)21ln(221R R RC T +≈)1ln(2121R R RC f +≈适当选取R 1、R 2值，使1)21ln(21=+R R 则RC T 2=RC f 21=。
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U+= UTL
UTL
O
-Uom
ui 设ui , 当ui < UTL,
uo从-UOM +UOM
16
传输特性 uo
+Uom
UTH上阈值电压(门限电压） UTL下阈值电压 UTH - UTL称为回差
UTL
0
-Uom
UTH
ui
R1 UOM U TH R1 R 2 R1 UOM U L R1 R 2
R2
U TL
当uo= -UOM
R2 R1 R1 R 2 U OM UR R2 R2
R2 R1 ui U OM UR R1 R 2 R1 R 2
当uo= +UOM
R2 ui R1 R 2
R1 U OM UR R1 R 2
25
加上参考电压后的迟滞比较器(上行)传输特性： uo
t
T= T1 + T2 =2 T2， 因正反向充电条件一样T1 = T2。 T2阶段uC(t)的过渡过程方程为:
- t uC(t)=UC ()+ UC (0+) -UC () e ,=RC
33
周期与频率的计算： +UOM
uC
T2 RC ln( 1
2 R1 ) R2
UTH
0 UTL -UOM T1 T ,=RC T2
+
uo +UOM
+
uo
O -UOM
ui
+
+
uo
ui
uo
O -UOM
+UOM ui
9
用稳压管稳定输出电压
uo
ui
+
+
+UOM
uo
O -UOM
ui
ui
+
+ UZ
uo
uo
+UZ -UZ 忽略了UF
O ui
10
电压比较器的另一种形式： 将双向稳压管接在负反馈回路上
UZ
uo
ui
R
_ +
+
uo
R
ui
R1
－+ +
R2
uo
UTL
UOM
uo
UTH
0
-UOM
ui
27
如何构造一个方波发生器？
• 方波只有两个状态——高电平和低电平
– 需要用到电压比较器
• 方波能自动发生
– 输出的两种状态能自动切换，电路中需要引 入反馈。
• 输出方波需要周期变化
– 电路中要有延迟环节确定每种状态维持的时 间。
28
t
2 R1 ) T 2 RC ln( 1 R2
- t uC(t)=UC ()+ UC (0+) -UC () e UC (0+)= U
TL
R1 U R1 R 2
OM
UC ()=+UOM t=T2时, uC(t =T2)= U
TH
R1 U R1 R 2
OM
34
思考
17
例:设输入为正弦波, 画出输出的波形。 ui uo R UTH ui U+
R1
－+ +
R2
t
UTL
uo
Uom -Uom
18
t
加上参考电压后的迟滞比较器(下行) ： uo 传输特性 u o R ui +UOM
－+ +
R2
UR
R1
UTL
UTH
O
-UOM
ui
上下限：
U TH U TL
R2 R1 U OM UR R1 R2 R1 R2 R2 R1 U OM UR R1 R2 R1 R2
R －+ + R2
UOM UTH
0
uC
uo
uo
UOM
t
2.工作原理：
-UOM
0
t
(1) 设 uo = + UOM , 则：u+=UTH 此时，输出给C 充电, uC , 设uC初始值uC(0+)= 0 在 uc < UTH 时，u- < u+ , uo保持+UOM不变 一旦 uC > UTH , 就有 u- > u+ , uo 立即由＋UOM 变成－UOM
19
例题：R1=10k，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V当 输入ui为如图所示的波形时，画 出输出uo的波形。
ui
UR
R
－+ +
R1 R2
uo
uo
传输特性
UTL UTH
O
ui
上下限阈值电压：
U TH
R2 R1 U R =10V U OM R1 R2 R1 R2
U TL
－+ +
R2
UTL
O
-UOM
UTH
ui
uo ui
UR
R1 R2 R
－+ +
uo
+UOM
UTL
UTH
O
UOM
22
ui
2.同相端输入的迟滞比较器(上行) 当u+> u- =0 时, uo= +UOM u o R ui
R1
－+ +
R2
当u+< u- =0时, uo= -UOM
u+=0 时翻转，可以求出 上下阈值电压。
3、当uo负饱和时(uo =-UOM) ：
R1 UOM U U+ R1 R 2
TL
15
迟滞比较器(下行)(续) ui
R
U+
R1
－+ +
R2
uo
设初始值: uo =+UOM , 设ui , 当ui > UTH , uo从+UOM -UOM
U+= UTH
uo
+Uom
这时, uo =-UOM , UTH
1
海南风光
思考
RF RF uo ui
ui
Rf RP
_ + +
Rf RP
+ -
同相比例放大器
+
uo
？？？
2
13.5 集成运放的非线性应用－电压比较器 所谓非线性应用是指：由运放组成的 电路处于非线性状态，输出与输入的关 系uo=f(ui)是非线性函数。
3
回顾—— 稳压二极管
稳压二极管符号 稳压二极管特性曲线 I 稳定 正向同 电压 二极管 UZ U IZmin IZ IZmax 稳定 电流
39
电位器可动端位于b点， uo波形？ 电位器可动端位于c点， uo波形？ 电位器可动端位于a点， uo波形？
uo UOM 这是哪一种情况的波形？ t
uC C R1
RW
b
O - UOM
36
比较器应用举例—电子时间继电器
C
u i= -2V
R RP
- + +
uo1
ui2
+
+ +12V
uo2
UR=10V
第13章 集成运算放大器
13.5 电压比较器 13.5.1限幅器 13.5.2电压比较器 13.5.3 迟滞比较器 13.5.4 窗口比较器（自学） 此课件及“海南风光”封面属清华大学唐庆玉创作，如发现剽窃，必究法律责任！ 13.6 波形发生器 13.6.1方波发生器
此课件及“海南风光”封面属清华大学唐庆玉创作，如发现剽窃，必究法律责任！
ui
+
+
uo
+UOM
uo
-UOM
t
14
13.5.3 迟滞比较器
特点:电路中使用正反馈, 运放处于非线性状态
1.反相端输入的迟滞 比较器(下行)
1、因为有正反馈，所以输 出饱和。 2、当uo正饱和时(uo =+UOM) ：
ui
R
U+
R1
－+ +
R2
uo
R1 U+ UOM U H R1 R 2
• 想要得到占空比不为1/2的方波怎么办？
uo UOW 的中点，点 a 和点 c 是 b 的上方和下方的某点 。试定性画 出电位器可动端分别处于 a、b、c 三点 时的 uo 、uC 相对应的波形图。 D1 + D2 － + + R2 a c R uo
uo ui UR
UR为参考电压 +
+
+Uom
uo O
-Uom
UR
ui
电压传输特性
7
电压比较器(续) 若ui从反相端输入 UR ui
+
+
当ui < UR时 , uo = +UOM
uo 当u >U 时 , u = -U OM i R o uo
+Uom
电压传输特性
-Uom
0
UR
ui
8
电压比较器(续) 过零比较器: 当UR =0时 ui
加大R
微型继电器
10V
uo1
+UOM
uo2
-UOM