占空比可调的矩形波发生电路
占空比可调的方波振荡电路工作原理及案例分析
占空比可调的方波振荡电路工作原理及案例分析参考电路图5.12所示，测试电路，计算波形出差频率。
电容图5.12 方波发生电路(multisim)通过上述电路调试，发现为方波发生器。
一、电路组成如图5.13，运算放大器按照滞回比较器电路进行链接，其输出只有两种可能的状态：高电平或低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动的产生相互变换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间，间隔交替变化，即产生周期性的变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。
电路组成：如图所示为矩形波发生电路，它由反相输入的滞回比较器和RC 电路组成。
RC 回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC 充、放电实现输出状态的自动转换。
电压传输特性如图6.8所示：U 0U NU P U zU cR 3R 2R 1R图5.13方波发生电路二、工作原理从图5.13可知，设某一时刻输出电压U O =+U Z ，则同相输入端电位U P =+U T 。
U O 通过R 对电容C 正向充电。
反相输入端电位U N 随时间t 增长而逐渐升高，当t 趋近于无穷时，U N 趋于+U z ;当U N =+U T ，再稍增大，U O 就从+U Z 越变为-U Z ，与此同时U p 从+U T 越变为-U T 。
随后，U O 又通过R 对电容C 放电。
反相输入端电位U N 随时间t 增长而逐渐降低，当t 趋近于无穷时，U N 趋于-U Z ；当U N =-U T ，稍减小，U O 就从-U Z ，于此同时，U p 从-U T 跃变为+U T ,电容又开始正向充电。
上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。
三、波形分析及主要参数由于矩形波发生电路中电容正向充电与反向充电的时间常数均等于R3C,而且充电的总幅值也相等因而在一个周期内U O =+U Z 的时间与U O =-U Z 的时间相等，U O 对称的方波，所以也称该电路为对称方波发生电路。
占空比可调的方波发生器电路设计(0~100%可调)
华中师范大学武汉传媒学院课程设计课程名称__________________题目__________________专业__________________ 班级__________________ 学号__________________ 姓名__________________ 成绩__________________ 指导教师_________________________年_______ 月_______日实现占空比可调发生器1.目标（1）占空比可调范围0<D<100%（2）输出方波电压值：Vo=2v（3）振荡频率：f=1kHz（4）波形稳定2.思路根据555定时器改变阀值电压的值使之输出高电平或低电平的原理，就可以产生方波，通过电位器改变电阻的阻值来控制高低电平的时间就可以调节占空比了；通过调节输入的电压值，再通过万用表测量输出的电压值就可以保证输出幅度为某一定值；根据振荡频率公式，已知电阻值和输出振荡频率就可以算出需要电容值，以保证振荡频率为某一定值；为保证波形稳定，采用差分电路形式，用555定时器组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小；而为了简化电路及运算，采用两个二极管的单向导电特性，使电容器的充放电回路分开，回路不再重复，计算更加简便。
3.电路图（1）输入模块二极管D1，D2的单向导电性，使电容器C的充放电回路分开，调节电位器，就可以调节多谐振荡器的占空比。
（2）处理模块：555定时器各引脚功能如下：1脚：外接电源负极或接地（GND）。
2脚：TR触发输入。
3脚：输出端（OUT或Vo）。
4脚：RD复位端，移步清零且低电平有效，当接低电平时，不管TR、TH输入什么，电路总是输出“0”。
要想使电路正常工作，则4脚应与电源相连。
5脚：控制电压端CO(或VC)。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
矩形波发生电路
矩形波发生电路
矩形波是一种用于信号处理的简单波形，它在电子电路中发挥重要作用，广泛应用于航空、航天、国防、海事、信息传输等领域。
矩形波发生电路，也就是能产生矩形波的电路，是由一系列元件与线路组成的，主要包括滤波电路、延时电路、放大电路、比较电路和控制电路等等，用于解决各种实际应用中的信号转换和处理问题。
一般来说，矩形波发生电路可以分为三大部分：输入电路、控制电路和输出电路。
输入电路是一种外部触发信号，其作用是将外部触发信号转换成内部电路内部可以使用的信号，它包括移相器、放大电路、滤波电路和脉冲形成电路等。
控制电路是一种操纵电路，其作用是根据输入电路获取到的信号，控制矩形波的形态和幅度。
其中，最重要的部件是比较器，它有效地控制矩形波之间的变化。
最后是输出电路，它的作用是产生矩形波信号，并将其传递到外部的负载电路中，其主要部件是可调延时电路和放大器。
矩形波发生电路在实际应用中有很多优点，其中最重要的是它具有良好的可靠性、稳定性和耐久性，还可以精确控制信号幅度和频率，在信号源的应用中有着十分重要的作用。
矩形波发生电路在航空航天、国防、海事和信息传输方面都发挥了重要作用，随着电子技术的发展，它在自动控制、电子计算机、信号处理等方面的应用越来越多。
总之，矩形波发生电路的应用极其广泛，从航空航天控制到信号处理，从电子计算机构建到海事设备使用，几乎可以说涉及到所有电子技术领域，它主要包括输入、控制、输出三个子模块，根据具体应
用需求，可以在此基础上进行不同组合，以满足各种不同的需要。
因而，矩形波发生电路的重要性不言而喻，其广泛的应用已经为现代电子技术带来了重大的福音。
矩形波发生器的实现
青 岛 科 技 大 学 本 科 课 程 设 计 报 告题 目 __________________________________指导教师__________________________学生姓名__________________________学生学号_________________________________________________________学院（部）____________________________专业________________班______年 ___月 ___日矩形波发生器的实现 靳庆庆 1108030204 信息科学技术 电子信息工程 11级2 2015 1 12矩形波发生器的实现1 概述1.1矩形波发生电路在测量、自动控制、通讯、无线电广播和遥控等许多技术领域中有着广泛的应用，甚至在收音机、电视机和电子表等日常生活用品中也离不开它。
总之矩形波发生电路广泛地用于工业生产、科学实验和日常生活等各个领域中。
2设计内容2.1设计任务：用一个集成运放组成一个滞回比较器和一个RC 充放电回路构成一个矩形波发生器。
2.2.设计要求：（1）、进行电路参数分析计算；（2）、设计电路；（3）、焊接，组装、调试硬件，测试结果；（4）、撰写实验报告，要求有电路图、原理说明、电路所需元件清单、电路参数计算、元件选择、测试结果分析等。
2.3电路组成及工作原理：矩形波发生电路实际上是由一个滞回比较器和一个 RC 充放电回路组成。
其中，集成运放和电阻 R1 和 R2 组成滞回比较器，电阻 R 和电容 C 构成充放电回路，稳压管和电阻 R3 的作用是钳位，将滞回比较器的电压限制在稳压管的稳定电压±UZ。
在矩形波发生电路中，如图 1 所示电位器 Rw 和二极管 D1、D2 的作用是将电容充电和放电的回路分开，并调节充电和放电两个时间常数的比。
矩形波发生电路没有稳态，它有两个暂态，一个是低电平，另一个是高电平。
占空比可调的矩形波发生电路
占空比可调的矩形波发生电路1简介可调的矩形波发生电路是一种用于产生矩形波信号的电路，其特点是可以调节其占空比。
矩形波是在电子电路中最常用的波形之一，它可以用来制作各种谐波，也可以用来检测脉冲信号中的脉冲宽度。
一般来说，矩形波是由一个持续变化的脉冲序列组成的，它拥有脉冲上升和下降沿，从而具有定义良好的占空比。
可调的矩形波发生器是一种特殊的电路，它可以通过调整参数来控制脉冲的占空比，从而改变矩形波的其他特性，如频率、幅度等。
2原理可调的矩形波发生电路通常由两个主要部分组成：信号处理电路与比较电路。
信号处理电路由一组基于非线性特性的元件组成，如反相器，好多晶体管等，它们可以产生改变形状的余弦电压、正弦电压等曲线。
这种曲线的变化将随着输入电压的变化而变化，并将曲线的半周期变更为矩形波，从而产生了脉冲序列。
比较电路的作用是检测每个脉冲的占空比。
它包括两个参考电压，一个是可调电压，另一个是固定值。
当由信号处理部分输出的电压高于可调参考电压时，比较电路就会产生一个高电平输出信号；当电压低于可调参考电压时，比较电路就会产生一个低电平输出信号。
通过改变可调参考电压，可以调节每个脉冲的占空比，从而改变矩形波的其他特性。
3应用可调的矩形波发生器的应用在电子领域非常广泛，它可以用于各种数据通信设备、电力系统调控以及脉冲调制、脉冲宽度调节等。
例如，在数据传输方面，可调的矩形波发生器可以用来识别发射器模式和调整脉冲宽度，从而调节信号的传输速率。
在电力系统调控中，它可以用来实现电压和频率调整功能，从而保证系统的正常运行。
另外，它还可以用于实现脉冲调制和脉冲宽度调节，从而实现某些简单的数字信号接收与处理功能。
4结论可调的矩形波发生电路是一种用于产生矩形波信号的电路，其特点是可以调节其占空比。
它包括信号处理部分和比较部分，可以通过改变可调参考电压来调节每个脉冲的占空比，从而改变矩形波信号的其他特性。
可调的矩形波发生电路的应用非常广泛，它可以用于数据传输，电力系统调控以及脉冲调制和脉冲宽度调节等。
实验二 占空比可调的矩形波发生器
实验二占空比可调的矩形波发生器实验一、实验目的1.掌握NE555、ICM7555等定时器芯片的使用方法；2.了解占空比可调的矩形波发生器的设计方法。
二、实验原理1.定时器介绍555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。
该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。
因而在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。
目前生产的定时器有双极型和CMOS两种类型，其型号分别有NE555（或5G555）和C7555等多种。
通常，双极型产品型号最后的三位数码都是555，CMOS产品型号的最后四位数码都是7555，它们的结构、工作原理以及外部引脚排列基本相同。
一般双极型定时器具有较大的驱动能力，而CMOS定时电路具有低功耗、输入阻抗高等优点。
555定时器工作的电源电压很宽，并可承受较大的负载电流。
双极型定时器电源电压范围为5～16V，最大负载电流可达200mA；CMOS定时器电源电压变化范围为3～18V，最大负载电流在4mA以下。
图1为555集成电路内部结构框图。
其中由三个5KΩ的电阻R1、R2和R3组成分压器，为两个比较器C1和C2提供参考电压，当控制端VM悬空时（为避免干扰V M端与地之间接一0.01μF左右的电容），VA=2VCC/3，VB=VCC/3，当控制端加电压时V A=V M，V B=V M/2。
放电管TD 的输出端Q'为集电极开路输出，其集电极最大电流可达50mA ，因此具有较大的带灌电流负载的能力。
555集成电路的输出级为推拉式结构。
D R 是置零输入端，若复位端D R 加低电平或接地，不管其他输入状态如何，均可使它的输出VO 为“０”电平。
正常工作时必须使DR 处于高电平。
2．功能555定时器的功能主要是由两个比较器C1和C2的工作状况决定的。
由图1可知，当V6>VA 、V2>VB 时，比较器C1的输出VC1=0、比较器C2的输出VC2=1，基本RS 触发器被置0，TD 导通，同时VO 为低电平。
波形发生电路实验报告
姓名: 学号：班级：实验十波形发生电路实验目的1.掌握波形发生电路的结构特点和分析、计算、测试方法2.熟悉波形发生器的设计方法实验仪器双踪示波器数字万用表交流毫伏表直流电源预习要求1．分析下图中电路的工作原理，并根据电路参数画出输出Uo和Uc的波形。
2．图5-10-2电路如何使输出波形占空比变大？画出电路原理图。
实验原理非正弦波产生电路，一般由电子开关（电压比较器），外加反馈网络构成闭环电路形成。
常用的波形发生电路有方波、三角波、锯齿波发生器等。
1．方波发生器电路如图所示，集成运放和电阻R2、R3、R4构成滞回电压比较器，作为电子开关使用，R1、C相串联作为具有延迟作用的反馈网络，整个电路是一个闭环电路。
设电路刚加电时，Uc=0，且滞回比较器的输出电压为Uz,则集成运放同相输入端此时的电位为U﹢=R2*Uz/(R2+R3)同时Uz通过R1向C充电，Uc由零逐渐上升，当Uc﹥U+时，Uo从Uz跳变为-Uz，则U+=-R2*Uz/(R2+R3)同时，电容C通过R1放电，使Uc逐渐下降，小于U+时，Uo又跳变为Uz，回到初始状态，如此周而复始，产生振荡，输出方波。
该方波发生器输出的方波振荡周期 T=2R1*C*㏑（1+2R2/R3）2．占空比可调的矩形波发生电路通常将矩形波高电平的时间与周期时间之比称为占空比。
方波的占空比为50%。
如果需要产生占空比小于或大于50%的矩形波，则应设法使方波发生电路中电容的充电时间常数与放电时间常数不相等。
下图电路中利用二极管的单向导电性可以构成占空比可调的矩形波发生电路。
该电路发生的矩形波振荡周期 T=（Rw +2R1）C㏑(1+2R2/R3)占空比T1/T=（R′w+R1）/（ Rw+2R1）调节电位器Rw可使输出矩形波的占空比变化。
3．三角波发生电路上述方波发生器中Uc的波形近似三角形，但其线性度比较差。
下图电路可以产生线性度比较高的三角波，它包含两部分电路，前一部分为滞回电压比较器，后一部分为积分电路。
矩形波发生电路
矩形波发生电路一、电路组成及工作原理因为矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化，即产生周期性变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。
电路组成：如图所示为矩形波发生电路，它由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。
RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。
电压传输特性如图所示。
工作原理：★设某一时刻输出电压u O=+U Z，则同相输入端电位u P=+U T。
u O通过R3对电容C正向充电，如图中箭头所示。
反相输入端电位u N随时间t增长而逐渐升高，当t趋近于无穷时，u N趋于+U Z；★一旦u N=+U T，再稍增大，u O就从+U Z跃变为-U Z，与此同时u P从+U T跃变为-U T。
随后，u O又通过R3对电容C放电，如图中箭头所示。
★反相输入端电位u N随时间t增长而逐渐降低，当t趋近于无穷时，u N趋于-U Z；一旦u N =-U T，再稍减小，u O就从-U Z跃变为+U Z，与此同时，u P从-U T跃变为+U T，电容又开始正向充电。
上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。
二、波形分析及主要参数由于矩形波发生电路中电容正向充电与反向充电的时间常数均为R3C，而且充电的总幅值也相等，因而在一个周期内u O=+U Z的时间与u O=-U Z的时间相等，u O 为对称的方波，所以也称该电路为方波发生电路。
电容上电压u C和电路输出电压u O 波形如图所示。
矩形波的宽度T k与周期T之比称为占空比，因此u O是占空比为1/2的矩形波。
利用一阶RC电路的三要素法可列出方程，求出振荡周期振荡频率f=1/T。
调整电压比较器的电路参数R1、R2和U Z可以改变方波发生电路的振荡幅值，调整电阻R1、R2、R3和电容C的数值可以改变电路的振荡频率。
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占空比可调的矩形波发生电路实验二占空比可调的矩形波发生器实验
一、实验目的
1.掌握Im741芯片的使用方法；
2.了解占空比可调的矩形波发生器的设计方法。
二、实验原理
1」m741介绍
LM741系列是通用型运算放大器.其目的是为广泛的模拟应用高增益和宽工作电压范围在积分器，求和放大器，和一般反馈应用提供卓越的性能。
其特点有：短路保护，出色的温度稳定性，内部频率补偿，高输入电压范围，空偏移。
图1丄M741应用电路图
LM741,LM741（芯片引脚和工作说明1和5为偏置（调零端）,为正向 输入端，3为反向输入端，4接地，6为输出，7接电源，8空脚 1输出端A 2反向输入端A 3正向输入端A 4接地5正向输入端B 6 反向输入端B 7输出端B 8电源+
741运算放大器使用时需于7、4脚位供应一对同等大小的正负电
源电压+ Vdc 与—Vdc , —旦于2、3脚位即两输入端间有电压差存在， 压差即会被放大于输出端，唯 Op 放大器具有一特色，其输出电压值 决不会大于正电源电压+ Vdc 或小于负电源电压一Vdc ,输入电压差 经放大后若大于外接电源电压+ Vdc 至-Vdc 之范围，其值会等于+
Vdc 或—Vdc,故一般运算放大器输出电压均具有如图 3之特性曲线, 输出电压于到达+ Vdc 和—Vdc 后会呈现饱和现象。
Balance \
1 __ 1 8 Input — a
1
\ 7 Input +
□
八 4
5 NC
Output Balance
-15V
图3.放大器输出入电压关系图
741运算放大器之基本动作如图4所示，若在非反相输入端输入电压，会于输出端得到被放大的同极性输出；若以相同电压信号在反相输入端输入，则会在输出端获得放大相同倍率后但呈逆极性之信号输出。
而当对放大器两输入端同时输入电压时，则是以非反相输入端电压值(V1)减去反相输入端电压值(V2)，可于输出端得到(V1 —V2) 经过倍率放大后之输出。
图4放大器基本输出入关系图
三 实验内容及实验步骤
1. 利用Im741芯片，设计一个占空比可调的矩形波发生器电路；
2. 要求画出具体的电路图，能使产生的方波占空比可调，即高电 平持续时间与低电平持续时间的比值可调， 占空比大约10 %〜95%;
3. （图5仅作参考）利用半导体二极管的单向导电特性，把电容 C 充电和放电回路隔离开来，再加上一个电位器，便可构成占空比可 调的多谐振荡器，如图5所示。
2
Vo- A^Vi
图5占空比可调的矩形波发器
C充电时，充电电流经过电位器上半部，二极管VD3电阻r1 ; c放电时，放电电流经过R1二极管VD4电位器的下半部，改变滑动变阻器的重点位置就可以调整矩形波的占空比。
—二Cl
I
o.iur
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ClidMrtIB Ch.iniH-l D
四.总结
此次的实验让我 理解原件Im741的工作原理，了解运算电 路的
基本原理 我知道了一定要将课本上的知识吃透，因为这是做实 验的基础。
在老师讲解时就会听不懂，这将使我在做实验时的难度加 大，浪费做实验的宝贵时间，在做实验时才去摸索，这将使我极大地浪 费时间,使我事倍功半。
在做实验时，需要动手实践，清楚每个步骤，做实验时,老师还会
根据自己的亲身体会，将一些课本上没有的知识教给我，拓宽我的眼 界,使我认识到这门课程在生活中的应用是那么的广泛。
通过这次测 试的实验，使我学到了不少实用的知识，更加了解了 Proteus 的使用, 让我懂得了学以致用。
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