矩形波发生电路
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。
波形发生电路原理
波形发生电路原理波形发生电路是一种电子电路，用于产生特定形状和频率的电压或电流波形。
它通常由活动元件（例如晶体管、集成电路）和被动元件（例如电阻、电容）组成。
波形发生电路的原理基于信号的周期性。
一般来说，波形发生电路需要一个参考信号（例如时钟信号、振荡器信号），根据参考信号的周期和幅值来产生期望的波形。
具体的原理取决于所采用的电路拓扑和元件类型。
常见的波形发生电路包括正弦波发生器、方波发生器、矩形波发生器和三角波发生器等。
下面以正弦波发生器为例，介绍其工作原理：1. 整体思路：正弦波发生器的核心思想是利用反馈机制，将一个信号通过放大和滤波处理后再输入到自身，形成一个稳定的正弦波输出。
2. 振荡器电路：正弦波发生器的关键是振荡器电路，它负责产生频率恒定的振荡信号。
常见的振荡器电路包括LC振荡器、晶体振荡器、RC振荡器等。
以LC振荡器为例，它由电感(L)和电容(C)构成，并配合放大元件组成正反馈网络。
3. 放大器电路：振荡器电路生成的振荡信号较弱，需要经过放大器电路放大后才能得到理想的输出。
这里可以采用放大器电路，如共射放大电路或运算放大器等。
4. 滤波器电路：放大器电路放大信号后，仍然会存在一些杂散信号或高频成分。
因此，需要使用滤波器电路，如低通滤波器或带通滤波器，将不需要的信号滤除，只保留所需的正弦波信号。
通过以上的电路组合，正弦波发生器可以实现将一个参考信号转换成期望频率和幅度的正弦波输出。
实际设计时，需要根据具体要求选择合适的元件和电路拓扑，以实现所需的波形。
需要注意的是，不同类型的波形发生器可能有不同的电路原理和参数设置，本文所述仅作为示例，具体应用需根据实际情况进行调整和优化。
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。
矩形波发生电路
2. 三角波发生器
积分电路可将方波变 为三角波， 为三角波，所以三角波电 积分电路。 路 = 方波电路 + 积分电路。
uO1 +UZ O -UZ
R4 A1
uo1
+
t uo
R
+
C A2 uo
O
t
R
Back
Next
Home
5
-
+UZ
u o1
uo1 R3
+UT
-
u O1 +UZ O -2 AUZ +
R4
Z 2
UT 为多少？如何求？ 为多少？如何求？
Back
Next
Home
7 3. 锯齿波发生器
在三角波发生电路中，改变积分电路 在三角波发生电路中，改变积分电路RC 充、放电时间 常数，即可改变输出电压上升和下降的斜率， 常数，即可改变输出电压上升和下降的斜率，当其中一个 时间常数远大于另一个时，便可在滞回比较器输出矩形波， 时间常数远大于另一个时，便可在滞回比较器输出矩形波， u O1 在积分电路得到锯齿波。 在积分电路得到锯齿波。
T
Back
Next
Home
3
占空比可调电路： 占空比可调电路：
D1 Rw1 R3 uC C R1 R2 ± Uz
-
τ 1 ≈ (Rw1 + R3 )C τ 2 ≈ (Rw2 + R3 )C
2R1 T1 ≈ τ 1 ln1+ R 2 2R1 T2 ≈ τ 2 ln1+ R 2
−τt uC (t) = [uC (∞) −uC (0)]1− e
2 R1 1 + T = 2 R3 C ln R2
模拟电子技术实验-波形发生电路
实验： 波形发生电路一、 实验目的1.掌握RC 桥式正弦波振荡电路的原理与设计方法；2.加深理解矩形波和方波-三角波发生电路的工作原理与设计方法；3.了解运放转换速率对振荡波形跳变沿的影响。
二、实验仪器名称及型号KeySight E36313A 型直流稳压电源，KeySight DSOX3014T 型示波器/信号源一体机。
模块化实验装置。
本实验将使用三种集成运放：µA741、LM324和TL084，它们的引脚如图1所示，LM324和TL084的引脚排列完全相同。
87654321µA741+Vcc -VccOUT OA2NC 141312114321LM324(TL084)1098765V-4OUT 4IN-4IN+3OUT3IN-3IN+图1 741A 、LM324和TL084的引脚图三、实验内容1.RC 桥式正弦波振荡电路（SPOC 实验）（1）设计RC 桥式正弦波振荡电路，要求振荡频率为1.6kHz ，输出波形稳定并且无失真。
其中集成运放可采用µA741、LM324或TL084，简要写出设计过程，绘制或截取电路原理图。
电阻R1.R2与电容C1、C2构成串并联选频网络，电阻R3、R4、RP 构成负反馈网络，VD1和VD2用于限幅作用稳定波形，当R1=R2=R,C1=C2=C 时，串并联选频网络的相频特性和幅频特性分别为，相频特性为，，根据，题目要求f=1.6kHz,取参数R1=R2=10kΩ，C1=C2=0.01μF,R3=R4=5.1kΩ，R p=10kΩ。
（2）学习SPOC实验操作视频，将示波器的两个通道分别接在u o端和u f端，缓慢调节电位器R W，使电路产生正弦振荡，在确保两个通道的正弦波不失真的前提下将输出幅度调得尽量大些，记录输出u o的峰-峰值U opp和输入u f的峰-峰值U fpp。
U opp= 18.1V ；U opp= 6.1V ；（3）正反馈系数F u的测定。
矩形波发生电路multisim仿真
矩形波发生电路multisim仿真矩形波发生电路是一种常见的电子电路，可以用于模拟数字信号和脉冲信号。
Multisim是一款功能强大的电路仿真软件，可以帮助工程师在计算机上快速建立电路模型并进行仿真。
本文将介绍矩形波发生电路的基本原理，并使用Multisim进行仿真。
一、原理介绍矩形波发生电路主要由555定时器、电容和电阻组成。
555定时器是一种常用的集成电路，内部包含比较器、RS触发器和电压比较器等功能。
通过控制电压比较器的阀值电压和放电电阻的值，可以实现输出端的矩形波形。
二、电路设计1. 使用Multisim打开软件，选择新建一个电路图。
2. 在工具栏中选择元器件并依次添加555定时器、电容和电阻。
3. 连接电路，将电容连接到555定时器的引脚2和引脚6之间，电阻连接到引脚7和引脚6之间。
4. 设置电阻和电容的具体数值，可以根据需要调整。
5. 连接电路的输入端和输出端。
三、仿真流程1. 在Multisim中选择仿真按钮，打开仿真设置窗口。
2. 设置仿真时间为一定的周期，如10ms。
3. 调整电容和电阻的数值，观察矩形波形的变化。
4. 运行仿真，观察输出端的波形。
四、仿真结果通过对矩形波发生电路的仿真，我们可以观察到输出端的波形。
当电容和电阻的数值合适时，输出端的波形呈现出矩形的特点，即上升时间和下降时间较短，保持时间较长。
这样的矩形波形可以用于数字信号传输、脉冲信号测量等应用场景。
五、仿真分析通过对仿真结果的分析，我们可以得出一些结论。
首先，电容和电阻的数值直接影响矩形波形的特性，存在一个最佳数值使得波形最为稳定。
其次，通过调整电容和电阻的数值可以改变矩形波的频率和占空比，从而适应不同的应用需求。
最后，矩形波的输出电平和幅度与电源电压和电阻数值有关，需要根据具体情况进行调整。
六、结论通过Multisim的仿真，我们可以快速验证矩形波发生电路的性能和特性。
这对于电子工程师来说是一个非常有用的工具，可以在设计和调试过程中节省时间和成本。
7-4矩形波发生电路
矩形波发生电路
1 设计要求
设计矩形波发生电路，要求如下：
1）矩形波的占空比约为50%，输出电压的峰峰值约为20V，周期约为2.2ms；
2）写出设计过程，绘制电路原理图，进行实验验证；
3）绘制电容两端电压波形以及输出电压波形。
2 设计过程
矩形波发生电路原理图
F
R 2
F 1
22ln(1)
R T R C R =+由滞回比较器和RC 电路构成矩形波的周期为
占空比D =50%输出电压幅值
OM Z
U U =±
2 设计过程
矩形波发生电路原理图
C R F R 10kΩ
20kΩ
16kΩ
120k R =Ω
210k R =Ω
F 16k R =Ω
0.1μF
C =2
F 1
22ln(1)R T R C R =+
3 实验验证
引脚2为运放反相输入端，引脚3为同相输入端，引脚6为输出端，引脚7为正电源端，引脚4为负电源端。
引脚1和5为输出调零端，8为空脚。
3 实验验证
直流稳压电源正负12V电源的连接方法是集成运算放大器实验重要的操作环节！
3 实验验证
1. DP832 可编程线性直流电源，请参见“DP832 可编程线性直流电源正负电源的连接方法视频”。
电子学第一实验室
2. DF1731直流稳压电源，请参见“DF1731直流稳压电源正负电源的连接方法视频”。
电子学第二实验室。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ln(1 2R1 ) 1 R2
即 1 2R1 2.718, R2
这时 f 1 2R3C
R1 0.859R2
• 3、占空比可调电路 当uO=+UZ时，C充
电，1 （RW1+R3)C
当uO=-UZ时，C放
电，2 （RW2+R3)C
• 波形如下：
• 利用一阶RC电路的三要素法可以解出
T1
1
ln(1
uO
1 C
t2 t1
iCdt
1 C
t2 U Z dt
R t1
3
1 R3C U Z (t2 t1)
uO按指数规律逐渐上升，当uO=+UT ，使uP1=uN1=0, uO1从-UZ跃变到+ UZ 。电路又回到第一种状态。这样， 周而复始形成振荡。
• 从以上分析可知， uO1是方波，幅值为UZ ，
• 2、工作原理
图中滞回比较器的输出电压uO1=UZ，它的输 入电压是积分器的输出电压uO ，根据叠加原理：
uP1
R2 R1 R2
uO
R1 R1 R2
uO1
R2 R1 R2
பைடு நூலகம்
uO
R1 R1 R2
UZ
令uP1 uN1 0
则阈值电压:
UT
R1 R2
U
Z
• 滞回比较器的电压传输特性如下所示：
• 锯齿波与三角波的区别是： 三角波上升和下降的斜率相等； 而锯齿波上升和下降的斜率不相等。
因此只要使三角波——方波发生器中积分器的充放 电时间常数不同，就构成了锯齿波发生器。如下图 所示：
• 图中RW>>R3,电位器滑动到最上端时的波形如下图 所示：
• 根据三角波发生电路振荡周期的计算方法，可得 出下降和上升时间分别为：
T1
2•
R1 R2
•
R3C
T2
2•
R1 R2
• (R3
RW
)C
T
T1
T2
2R1(2R3 R2
RW
)C
占空比T1 R3 T 2R3 RW
• （1）、调整R1和R2的阻值，可以改变锯齿
U
Z
T
U Z )e 2R3C
T
整理得：e 2R3C
R2
2R1 R2
T
e 2R3C
1
2R1
R2
T
2R3C
ln(1
2R1 ) R2
f 1
1
T
2R3C
ln(1
2R1 R2
)
• 可见，调节UZ可以改变矩形波的输出幅度；调节R3、
C和R1/R2的比值可以改变矩形波的周期或频率。
• 我们总能选择R1/R2的值，使
一、矩形波发生电路
• 1、电路组成和工作原理
• 矩形波发生电路如下图所示。
它由一个反相输入的单端滞回比较器和RC电路组成。滞回比较 器的输出由于只有高低二个电平，起开关作用；R3和电容C组成 有延迟的反馈网络。
•
比较器的输出电压uO=±UZ，阈值电压和电压传
输特性为：
UT
R1
R1 R2
U
Z
• ⑴设某一时刻uO=+UZ， uO通过R3向C充电，一旦uN=UT， uO就跃变为-UZ。
• ⑴假定接通电源后uO1=+UZ，uO=0，使电容充电， uO 按指数规律逐渐下降
uO
1 C
t1 t0
iC
dt
1 C
t1 U Z dt R t0 3
1 R3C
U
Z
(t1
t0
)
当uO=-UT时，使uP1=uN1=0, uO1从+UZ跃变到- UZ 。
• ⑵由于uO1变成了- UZ ，电容正向积分
2R1 R2
)
( RW 1
R3 )C
ln(1
2R1 R2
)
T2
2
ln(1
2R1 R2
)
(RW 2
R3 )C
ln(1
2R1 R2
)
T
T1
T2
(RW
2R3)C ln(1
2R1 ) R2
改变电位器的滑动端可以改变占空比，但不改变周期。
• 例1、电路如图，已知R1=R2=25K，R3=5K ，
UZ
4R1R3C R2
f R2 4R1R3C
• 从以上分析可以看出：
• （1）改变UZ可以改变方波的输出幅度；
• （2）改变R1、R2的值可以改变三角波
的输出幅度
(U O
UT
R1 R2
U
Z
)
（3）改变R1、R2、R3和C的值可以改变 振荡的频率
( f R2 ) 4R1R3C
三、锯齿波发生电路
uO是三角波，幅值为
UT
R1 R2
U
Z
波形如右图。
因此，该电路又叫三 角波——方波发生电 路。
• 3、振荡频率
•
从波形看出，积分电路的输出从-UT上升到+UT
所需的时间就是振荡周期的一半。
1
C
T 2 0
UZ R3
dt
2UT
1 C
•UZ R3
•T 2
2UT
T
4R3C
UT UZ
4R3C
R1 R2
U
Z
振荡频率f=1/T83Hz
• ⑵矩形波的宽度
T1
( RW 1
R3 )C
ln(1
2R1 R2
)
其中RW1 0 ~ 100K
T1m in
5 103
0.1106
ln(1
2 25103 25103
)
0.55103 S
T1m a x
(5
100)
103
0.1106
ln(1
2
25103 25103
)
• 当t=T/2时，uC=UT。根据一阶电路的三要素法
(
即：f (t)
fP (t) [ f (0 )
t
fP (0 )]e
)
写出电容上的电压的表达式。
T /2
UT U Z (UT U Z )e R3C
T /2
U Z (UT U Z )e R3C
R1
R1 R2
U
Z
UZ
(
R1
R1 R2
11.5103 S
占空比T1 0.55 ~ 11.5 0.045 ~ 0.95 T 12.1 12.1
二、三角波发生电路
• 1、电路组成
• 在方波发生器中，运放反相输入端的波形近似三角 波，在要求不高时，可作为三角波信号，但线性度差。
• 为了产生线性度好的三角波可以用积分器，如下
图所示：
运比放较器A1的是输同出相u输O1入作的为滞积回分比器较的器输，入运信放号A，2为而积积分分器器。 的共输同出组成uO又闭反合馈回回路去。作为比较器的输入信号，它们
RW=100K ，C=0.1F，±UZ=8V。试求：
⑴输出电压的幅值和振荡频率是多少？ ⑵占空比的调节范围约为多少？
• 解：⑴输出电压uO= 8V
T
(RW
2R3)C ln(1
2R1 ) R2
(100
10)
103
0.1106
ln(1
2
25103 25103
)
12.1103 S 12.1mS
• ⑵ uO=-UZ，这时电容C通过R3放电，一旦uN=-UT， uO就 跃变为UZ。于是在输出端得到矩形波输出。波形如下：
• 2、波形周期的确定
• 电容充放电时间常数都是R3C，因此输出波形正
负半周时间相同，从波形图中可以看出，在二分之 一R3C周；期时内间，t趋电于容无充穷电时的，起电始容值电为压-U趋T；于时U间Z；常数为