模电设计实验报告多功能锯齿波发生器的设计
锯齿波发生器设计报告

电子测量课程设计报告指导老师:XXX实验者:XXX合作者:XXX锯齿波发生器1、设计内容:设计一个锯齿波发生器,要求输出波形如下所示:2、设计要求:①周期要求如上图所示。
②锯齿波峰值大于10V。
3、实验所需元器件:① 4011一片;②电位器10k(2个);③ 9013(2个);④电阻4.7K (1个),2K(1个),1K(3个),100Ω(1个);⑤电容470nF(4个),电解电容100μF(1个);⑥二极管(1个)实验中用到的4011管脚图:实验中用到的9013封装图:9013三端子依次为E、B、C。
4.设计原理:实验电路图:实验电路图的PCB实验原理:该实验电路图共分为两部分:前面第一部分为矩形波产生电路。
用三个与非门通过RC 反馈电路产生稳定的方波,通过调节R1与C1可以调节方波的周期,由公式T=2.2RC ,选取R 、C 的值,如电路图中所示,第三个与非门输出端通过电阻和电容与第四个与非门的输入端连接,当与非门3输出端为高电平时,通过电阻并联对电容充电,充电时间取决于与非门3高电平的时间,当与非门3输出端跳转为低电平时,电容只通过R3电阻形成放电回路,由于放电回路时间常数(R3+R6)C2大于充电时间常数(R4∥(R3+R6))C2,所以电容放电时间较长,降低到与非门4输入低电平门限电压的时间长,调节R4的值就可以调节电容C2的充电电压,从而改变与非门4输出端跳转时间。
因此通过改变R4的电阻值可以改变电容的充放电时间,从而调节与非门4输出的矩形波的占空比,如下图所示第三个与非门输出 第四个与非门输出后面第二部分为锯齿波产生电路,要使电容的充电电压为线性度良好的直线,由公式dt t i Ct u C C ⎰=)(1)(得,电容的充电电流为恒值,即可得)(t u C =Kt ,得到线性度非常好的锯齿波。
电路图如下所示第一个三极管基极的输入端为占空比可调的矩形波。
当与非门4输出为低电平时,9013截止,电源经R7对电容C3充电,取电容上端电压为输出电压;当与非门4输出跳转为高电平时,9013导通,由于9013饱和时输出阻抗很小,所以电容放电很快,故形成了很短的扫描回程。
锯齿波发生电路实验报告

锯齿波发生电路实验报告一、实验目的本实验旨在通过锯齿波发生电路的搭建和测试,深入理解锯齿波的产生原理及其特性,并掌握锯齿波信号的测量方法。
二、实验原理锯齿波是一种周期性信号,其波形类似于锯齿形,因此得名。
它在时间轴上的变化呈现出逐渐上升或下降的趋势,并在达到峰值或谷值时突然反转。
锯齿波发生电路主要由一个三角形波发生器和一个比较器组成。
三角形波发生器输出一个周期性变化的三角形波信号,而比较器则将这个三角形波信号与一个直流电压进行比较,从而产生锯齿波信号。
具体来说,当三角形波信号上升到与直流电压相等时,比较器会输出高电平;当三角形波下降到与直流电压相等时,比较器会输出低电平。
这样就可以通过不断重复这个过程来产生连续的锯齿波信号。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料:555计时器芯片、电容、电阻、比较器芯片等。
2. 按照电路图搭建锯齿波发生电路,注意连接正确性。
3. 接通电源,调节电位器使得比较器的输出波形为锯齿波。
4. 用示波器测量锯齿波的频率和幅值,并记录下来。
四、实验结果分析通过实验测量得到的锯齿波信号频率为1kHz左右,幅值为2V。
这与理论预计相符合,说明实验搭建正确,并且锯齿波发生电路能够正常工作。
同时,通过观察示波器上的波形图可以发现,锯齿波信号是一种周期性变化的信号,其上升和下降的速度都比较快,并且在达到峰值或谷值时会突然反转。
这些特点使得锯齿波信号在一些特定场合下具有重要应用价值。
五、实验总结本次实验通过搭建锯齿波发生电路并测试其输出信号,深入理解了锯齿波的产生原理及其特性,并掌握了测量锯齿波信号的方法。
同时,实验结果也验证了理论预计,说明实验精度较高。
通过本次实验,我们不仅学习了电路搭建和调试的技巧,更重要的是加深了对锯齿波信号的理解和应用。
这对于今后进行相关领域的研究和开发都具有重要意义。
模电实验波形发生器实验报告

模电实验波形发生器实验报告模电实验波形发生器实验报告实验名称:模拟电路波形发生器设计与制作实验目的:1.了解正弦波、方波、三角波等基本波形的特性及产生方法;2.掌握模拟电路的基本设计方法和制作技巧;3.加深对电路中各元件的认识和使用方法;4.提高实际操作能力和动手能力。
实验原理:波形发生器是一种模拟电路,在信号发生领域具有广泛的应用。
常见的波形发生器包括正弦波发生器、方波发生器、三角波发生器等。
正弦波发生器:正弦波发生器是一种周期性信号发生器,通过正弦波振荡电路产生高精度的正弦波信号。
常见的正弦波振荡电路有RC,LC和晶体振荡管等。
我们使用的正弦波发生器为Wien桥电路。
方波发生器:方波发生器属于非线性信号发生器,根据输入信号的不同,可以分为单稳态脉冲发生器、双稳态脉冲发生器和多谐振荡器等。
我们使用的方波发生器为双稳态脉冲发生器。
三角波发生器:三角波发生器是一种周期信号发生器,通过将一个线性变化的信号幅度反向后输入到一个比例放大电路中,就可以得到三角波信号。
我们使用的三角波发生器为斜率发生器。
实验步骤:1.按照电路原理图连接电路;2.打开电源,调节电压并测量电压值;3.调节电位器,观察波形在示波器上的变化;4.分别测量各波形的频率和幅值,并记录实验数据;5.将实验结果进行比较分析。
重点技术:1.电路连接技巧;2.相关工具的正确使用方法;3.电路元器件的选择和使用;4.测量和计算实验数据的方法。
注意事项:1.实验中使用电源时应注意电压值和电流值,避免短路和电源过载现象的发生;2.连接电路时应注意电路的接线和连接端子的位置,避免短路和错误连接的情况;3.在实验中应注意对电路元器件的选择和使用,确保电路的正常工作;4.测量和计算实验数据时应认真仔细,避免计算错误和实验数据异常的情况。
实验结论:通过本次实验,我们成功设计和制作了正弦波发生器、方波发生器和三角波发生器。
在实验过程中,我们掌握了模拟电路的基本设计方法和制作技巧,加深了对电路中各元件的认识和使用方法,并提高了实际操作能力和动手能力。
波形发生器实验报告 模电波形发生器实验报告

波形发生器实验报告模电波形发生器实验报告精品文档,仅供参考波形发生器实验报告模电波形发生器实验报告实验报告是把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理,写成的书面汇报。
应用写作给出的定义如下科技实验报告是描述、记录某个科研课题过程和结果的一种科技应用文体。
下面是本站为大家带来的[波形发生器实验报告],希望能帮助到大家!波形发生器实验报告第一部分设计内容一、任务利用运算放大器设计并制作一台信号发生器,能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号,其系统框图如图所示。
二、要求1不使用单片机,实现以下功能:(1)至少能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波四种周期性波形;在示波器上可以清晰地看清楚每种波形。
20分(2)输出信号的频率可通过按钮调节;(范围越大越好)20分(3)输出信号的幅度可通过按钮调节;(范围越大越好)20分(4)输出信号波形无明显失真;10分(5)稳压电源自制。
10分(6)其他2种扩展功能。
20分信号发生器系统框图第二部分方案比较与论证方案一、以555芯片为核心,分别产生方波,三角波,锯齿波,正弦波电路配置如图1所示图1此方案较简单,但是产生的频率不够大最后输出正弦波时,信号受干扰大。
方案二由简单的分立元件产生,可以利用晶体管、LC振荡回路,积分电路的实现方波三角波,正弦波的产生。
此方案原理简单但是调试复杂,受干扰也严重。
方案三、采用集成运放如(LM324)搭建RC文氏正弦振荡器产生正弦波,正弦波的频率,幅度均可调,再将产生的正弦波经过过零比较器,实现方波的输出,再由方波到三角波和锯齿波。
此方案电路简单,在集成运放的作用下,可以较容易的测到所需的波形。
通过调整参数可以得到较完美的波形。
实际设计过程采用方案三,基本原理如图2所示基本设计原理框图(图2)第三部分:电路原理及电路设计电路的构成:1、正弦波采用RC桥式振荡器(如图3), RC 串并联网络是正反馈网络,Rf 和R1为负反馈网络。
多功能锯齿波发生器的设计

课程设计说明书课程名称:模拟电子技术课程设计题目:多功能锯齿波发生器的设计学生姓名:专业:班级:学号:指导教师:日期:年月日多功能锯齿波发生器的设计一、设计任务与要求(1)在控制开关的作用下,能实现单周期扫描、间歇扫描、连续扫描和停止扫描控制功能(2)具有输出幅度调节、直流偏置调节和扫描周期调节功能;(3) 输出幅度在正负10V 范围内可调.线性度优于0.01%。
(4)运用集成运算放大器为主要器件。
二、方案设计与论证锯齿波发生器是运用相关器件组合而产生的电路,其中一个非常重要的部件就是集成运算放大器,以及由集成运算放大器组成的滞回比较器、积分器。
用集成运放实现的电路结构简单,调整方便。
如果在三角波发生电路中,有意识地使积分电路充电和放电的时间常数相差悬殊,则在积分电路的输出端即可得到锯齿波信号。
要实现幅度可调,则需将控制输出电压幅度的相应参数设置成可调参数即可。
器件与单元电路的介绍:集成运算放大器,滞回比较器,积分电路,反向比例运算电路,555定时器。
三、单元电路设计与参数计算1.工作原理假设初始时刻滞回比较器输出端为高电平,而且假设积分电容上的初始电压为零。
由于A 1同相输入端的电压U +同时与U o1和U o 有关,根据叠加原理,可得:o 2121o 211U R R R U R R R U ++++= (7) 则此时U +也为高电平。
但当z 1o U U +=时,积分电路的输出电压U o 将随着时间往负方向线性增长,U +随之减小,当减小至0==-+U U 时,滞回比较器的输出端将发生跳变,使z 1o U U -=,同时U+将跳变为一个负值。
以后,积分电路的输出电压将随着时间往正方向线性增长,U +也随之增大,当增大至0==-+U U 时,滞回比较器的输出端再次发生跳变,使z 1o U U +=,同时U +也跳变为一个正值。
然后重复以上过程,于是可得滞回比较器的输出电压1o U 为矩形波,而由于积分电路的充放电时间不等,故积分电路输出电压Uo 为锯齿波。
模电设计实验报告多功能锯齿波发生器的设计

广东石油化工学院课程设计说明书课程名称:模拟电子技术课程设计题目:多功能锯齿波发生器的设计学生姓名:专业:班级:学号:指导教师:日期:年月日多功能锯齿波发生器的设计一、设计任务与要求1.运用集成运算放大器为主要器件,设计—个锯齿波产生电路;2.在控制开关的作用下,能实现单周期扫描、间歇扫描、连续扫描和停止扫描控制功能;3.具有输出幅度调节、直流偏置调节和扫描周期调节功能;4.输出电压幅度在±10V的范围内可调,线性度优于0.01%;二、方案设计与论证本次设计首先采用比较器输出矩形波,通过积分器将波形转换为三角波,调节电位器,当积分电路的正向积分时间常数远大于反向积分常数,或者反向积分时间常数远大于正向积分时间常数时,那么输出电压U0上升和下降的斜率相差很多,就可以获得锯齿波。
利用二极管的单向导电性使积分电路两个方向的积分通路相同,就可得到锯齿波发生电路。
再将输出接到同向求和运算电路,就能得到直流偏置的效果。
方案一、锯齿波发生器电路可以由集成函数发生器8038构成方案二、锯齿波发生器电路也可以由555定时芯片构成的自举电路产生方案三、锯齿波可用积分器和模拟电压比较器实现,对电路的工作方式控制可以通过电子开关,也可以用手动控制。
由于题目的要求,本设计采用的是集成运放构成的电路。
电路的总体方案框图如下:三、单元电路设计与参数计算3.1锯齿波发生器电路:设二极管导通的等效电阻可忽略不计,电位器的滑动端移到最上端。
当U01=+Uz 时,D1导通,D2截止,输出电压的表达式为:100031()()O Z u U t t u t R C=--+ 0u 随时间线性下降。
当01Z U u =-时,D2导通,D1截止,输出电压的表达式为:0210131()()()Z W U t t u t R R Cu -++=0u 随时间线性上升。
由于Rw 远大于R3,01u 和0u 的波形如图(b )所示。
根据三角波发生电路震荡周期的计算方法,可以得出下降时间和上升时间分别为:111322RR C R T t t ∙=-≈ 122213()2W R R R C R T t t ∙+=-≈所以震荡周期为: 1322(2)W R R R C R T +=将1R 和2R 设为电位器,则调整1R 和2R 、W R 的阻值以及C 的容量,可以改震荡周期。
锯齿波发生器课程实施方案实验报告

锯齿波发生器课程设计实验报告一、设计条件1.可选元件(或自备元件):运放: 若干三极管: 若干电阻、电容、电位器: 若干2.可用仪器:万用表,示波器,毫伏表,信号发生器,直流稳压源二、设计任务及要求1.设计任务根据技术要求和已知条件,完成对锯齿波发生器地设计、装配与调试.2.设计要求(1)频率范围: 2000Hz幅值范围: ±6V上升边占总周期地3/4;下降边占总周期地1/4(2)选择电路方案,完成对确定方案电路地设计.计算电路元件参数,选择元件,画出总体电路原理图,阐述基本原理.(用Proteus 完成仿真)b5E2RGbCAP(3)安装调试并按规定格式写出课程设计报告书.三、实验目地控制旋钮 锯齿波 发生电路 可调 放大(1)掌握集成运算放大器地使用方法.(2)掌握用运算放大器构成锯齿波发生器地设计方法.四、设计原理锯齿波发生器主要有迟滞比较器和RC 充放电电路组成.比较器属于信号处理地一种,他地作用是将输入信号地电平进行比较,然后把比较地结果输出.实验采用地迟滞比较器地特点是:单输入增大及减少时,两种情况下地门限电压不相等,传输特性呈现出“滞回”曲线地形状.p1EanqFDPw根据交流电变成直流电地原理,该设计问题按先后顺序可分为锯齿波发生器(比较器、积分器)、可调放大电路、直流偏置(同向求和)电路,其流程图如图1所示.DXDiTa9E3d由运放N1组成地电路是滞回特性比较器,输出矩形波,运放N2组成一个积分器,输出锯齿波.工作原理分析:运放N1组成地滞回特性比较器输出u01不是+UZ 就是-UZ.比较器是在运算放大器同相输入积分器可调放大电路 偏置电路 输出uo端地电压0时翻转地,同相输入端地电压比0略大就输出+UZ,否则就输出-UZ.比较器地输入电压就是积分器地输出电压u02,设比较器初始时输出电压为+UZ,积分器在输入正电压作用下,二极管V2导通,积分器通过电阻R4对电容充电,运放N2输出线性下降地负电压,待输出电压u02达到翻转电压U’’时,比较器输出翻转,u01输出负电压-UZ.此时积分器地输出电压u02上升,二极管V2截止,积分器只有通过电阻R5才能使电容放电.由于电阻R5比R4大得多,电路地积分时间常数大大增大,输出电压u02地上升速度就大大减慢.待电压上升到了翻转电压U’时,比较器输出再次翻转,u01输出正电压+UZ,积分器输出电压u02又会以较快地速度下降,达到U’’时又一次翻转,如此震荡产生.RTCrpUDGiT五、锯齿波发生器电阻、电容地计算锯齿波发生器电路如下:设二极管导通地等效电阻可忽略不计,电位器地滑动端移到最上端.当U01=+时,D1导通,D2截止,输出电压地表达式为:5PCzVD7HxA100031()()O Z u U t t u t R C =--+0u 随时间线性下降.当01Z U u =-时,D2导通,D1截止,输出电压地表达式为:0210131()()()Z W U t t u t R R C u -++=0u 随时间线性上升.由于W R 远大于R3,01u 和0u 地波形如图(b )所示.根据三角波发生电路震荡周期地计算方法,可以得出下降时间和上升时间分别为:1110322R R C R T t t ∙=-≈;122213()2W R R R C R T t t ∙+=-≈所以震荡周期为:1322(2)W R R R CR T +=将1R 和2R 设为电位器,则调整1R 和2R 、W R 地阻值以及C 地容量,可以改震荡周期.调整W R 地值可以改变地输出波形地占空比,以及锯齿波上升和下降斜率.jLBHrnAILg根据积分器地特点,锯齿波地转换须将时间常数设置地尽量小一点,可以选择C 为0.01uf 和0.1uf,稳压管稳压值为5V ,电位器1R 取20K Ω,2R 取10K Ω,W R 取5K Ω,3R 取100Ω,4R 取100Ω,5R 取100Ω.xHAQX74J0X版权申明本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.LDAYtRyKfE用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏,以及其他非商业性或非盈利性用途,但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定,不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外,将本文任何内容或服务用于其他用途时,须征得本人及相关权利人地书面许可,并支付报酬.Zzz6ZB2LtkUsers may use the contents or services of this article for personal study, research or appreciation, and othernon-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisions of copyright law and other relevant laws, and shall not infringe upon the legitimate rights of this website and its relevant obligees. In addition, when any content or service of this article is used for other purposes, written permission and remuneration shall be obtained from the person concerned and the relevant obligee.dvzfvkwMI1转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目地地合理、善意引用,不得对本文内容原意进行曲解、修改,并自负版权等法律责任.rqyn14ZNXIReproduction or quotation of the content of this article must be reasonable and good-faith citation for the use of news or informative public free information. It shall not misinterpret or modify the original intention of the content of this article, and shall bear legal liability such as copyright.EmxvxOtOco。
多功能锯齿波发生器的设计

课程设计说明书课程名称:模拟电子技术课程设计题目:多功能锯齿波发生器的设计学生:专业:班级:学号:指导教师:日期:年月日多功能锯齿波发生器的设计一、设计任务与要求(1)在控制开关的作用下,能实现单周期扫描、间歇扫描、连续扫描和停止扫描控制功能(2)具有输出幅度调节、直流偏置调节和扫描周期调节功能;(3) 输出幅度在正负10V 围可调.线性度优于0.01%。
(4)运用集成运算放大器为主要器件。
二、方案设计与论证锯齿波发生器是运用相关器件组合而产生的电路,其中一个非常重要的部件就是集成运算放大器,以及由集成运算放大器组成的滞回比较器、积分器。
用集成运放实现的电路结构简单,调整方便。
如果在三角波发生电路中,有意识地使积分电路充电和放电的时间常数相差悬殊,则在积分电路的输出端即可得到锯齿波信号。
要实现幅度可调,则需将控制输出电压幅度的相应参数设置成可调参数即可。
器件与单元电路的介绍:集成运算放大器,滞回比较器,积分电路,反向比例运算电路,555定时器。
三、单元电路设计与参数计算1.工作原理假设初始时刻滞回比较器输出端为高电平,而且假设积分电容上的初始电压为零。
由于A 1同相输入端的电压U +同时与U o1和U o 有关,根据叠加原理,可得:o 2121o 211U R R R U R R R U ++++= (7) 则此时U +也为高电平。
但当z 1o U U +=时,积分电路的输出电压U o 将随着时间往负方向线性增长,U +随之减小,当减小至0==-+U U 时,滞回比较器的输出端将发生跳变,使z 1o U U -=,同时U+将跳变为一个负值。
以后,积分电路的输出电压将随着时间往正方向线性增长,U +也随之增大,当增大至0==-+U U 时,滞回比较器的输出端再次发生跳变,使z 1o U U +=,同时U +也跳变为一个正值。
然后重复以上过程,于是可得滞回比较器的输出电压1o U 为矩形波,而由于积分电路的充放电时间不等,故积分电路输出电压Uo 为锯齿波。
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广东石油化工学院
课程设计说明书
课程名称:模拟电子技术课程设计
题目:多功能锯齿波发生器的设计
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多功能锯齿波发生器的设计
一、设计任务与要求
1.运用集成运算放大器为主要器件,设计—个锯齿波产生电路;
2.在控制开关的作用下,能实现单周期扫描、间歇扫描、连续扫描和停止扫描控制功能;
3.具有输出幅度调节、直流偏置调节和扫描周期调节功能;
4.输出电压幅度在±10V的范围内可调,线性度优于0.01%;
二、方案设计与论证
本次设计首先采用比较器输出矩形波,通过积分器将波形转换为三角波,调节电位器,当积分电路的正向积分时间常数远大于反向积分常数,或者反向积分时间常数远大于正向积分时间常数时,那么输出电压U0上升和下降的斜率相差很多,就可以获得锯齿波。
利用二极管的单向导电性使积分电路两个方向的积分通路相同,就可得到锯齿波发生电路。
再将输出接到同向求和运算电路,就能得到直流偏置的效果。
方案一、锯齿波发生器电路可以由集成函数发生器8038构成
方案二、锯齿波发生器电路也可以由555定时芯片构成的自举电路产生
方案三、锯齿波可用积分器和模拟电压比较器实现,对电路的工作方式控制可以通过电子开关,也可以用手动控制。
由于题目的要求,本设计采用的是集成运放构成的电路。
电路的总体方案框图如下:
三、单元电路设计与参数计算
3.1锯齿波发生器电路:
设二极管导通的等效电阻可忽略不计,电位器的滑动端移到最上端。
当U01=+Uz 时,D1导通,D2截止,输出电压的表达式为:
100031
()()O Z u U t t u t R C
=-
-+ 0u 随时间线性下降。
当01Z U u =-时,D2导通,D1截止,输出电压的表达式为:
0210131()()()Z W U t t u t R R C
u -++=
0u 随时间线性上升。
由于Rw 远大于R3,01u 和0u 的波形如图(b )所示。
根据三角波发生电路震荡周期的计算方法,可以得出下降时间和上升时间分别为:
1
1
1
32
2R
R C R T t t ∙=-≈ 12
2213()2W R R R C R T t t ∙+=-≈
所以震荡周期为: 132
2(2)W R R R C R T +=
将1R 和2R 设为电位器,则调整1R 和2R 、W R 的阻值以及C 的容量,可以改
震荡周期。
调整W R 的值可以改变的输出波形的占空比,以及锯齿波上升和下降斜率。
根据积分器的特点,锯齿波的转换须将时间常数设置的尽量小一点,可以选择C 为0.01uf 和0.1uf, 稳压管稳压值为10V ,
电位器1R 取10K Ω,2R 取20K Ω,W R 取5K Ω,3R 取100Ω,4R 取500Ω,
5R 取5K Ω。
3.2直流偏置电阻的计算
直流偏置调节电路:
同向求和电路中,多个输入信号同时作用于集成运放的同向输入端。
根据运算关系,得:
1313121011121011
1111()i i P ui R R u u u R R R R R +++=++ 同向输入端电位为:
13
121011
()
i
i i p
P
u R u u R R u R +=+
其中P R =10R ‖11R ‖13R 经计算可得:
9
13
121011
()
i i ui R u u R R u R +=+
在此电路中,输入i u 为上一级的的输出,i1u 输入+15V ,i2u 输入-15V , (1)当9R 、13R 取10K ,10R 取5K ,11R 取5K 时,经计算,可得0u 为+10V ;(2)当9R 、13R 取5K ,10R 取5K ,11R 取2.1K 时,经计算,可得0u 为-10V 。
因此电路中可设13R =10K ,电位器10R 、11R 取10K ,9R 取10K 。
四、总原理图及元器件清单
1.总原理图 电路如图:
2.元件清单
五、仿真调试与分析
5.1.1 锯齿波发生器
主要有迟滞比较器和RC充放电电路组成。
比较器属于信号处理的一种,他的作用是将输入信号的电平进行比较,然后把比较的结果输出。
实验采用的迟滞比较器的特点是:单输入增大及减少时,两种情况下的门限电压不相等,传输特性呈现出“滞回”曲线的形状,
迟滞比较器电路如图a所示:
当u I<-U T,u N<u P,因而uo=+U Z,所以u P=+U T。
u I>+U T,uo=-U Z。
当u I>+U T,u N>u P,因而uo=-U Z,所以u P=-U T。
u I<-U T,uo=+U Z。
可见,uo从+U Z跃变为-U Z和uo从-U Z跃变为+U Z的阈值电压是不同的,电压传输特性如图(b)所示。
RC充放电电路:
由于集成运放的同相输入端通过R’接地,u N=u P=0,为“虚地”。
电路中电容C的电流等于流过电阻R的电流
输出电压与电容上电压的关系为 u
o =-u
c
而电容上电压等于其电流的积分,故
在求解t
1到t
2
时间段的积分值时
式中为积分起始时刻的输出电压,即积分运算的起始值,积分的终值
是t
2
时刻的输出电压。
当u
I
为常量时,输出电压
在求解t
1到t
2
时间段的积分值时
式中为积分起始时刻的输出电压,即积分运算的起始值,积分的终值
是t
2
时刻的输出电压。
当u
I
为常量时,输出电压
当输入为方波时,则输出电压波为三角波。
若改变占空比,即能得到我们所要的锯齿波波形。
5.1.2 直流偏置
由设计要求知,要输出±10V 直流偏置,利用求和运算电路,调节合适的阻值,就可得到偏置的效果,因此选择多个直流电压输入,达到求和的目的。
5.2 整体电路工作原理
根据交流电变成直流电的原理,该设计问题按先后顺序可分为锯齿波发生器(比较器、积分器)、直流偏置(同向求和)电路,其流程图如图1所示。
图 1 流程图
5.3整机电路性能分析
本次设计对迟滞比较器的门限电压进行了估算,给出了迟滞比较器的传输特性曲线,分析了锯齿波发生器的工作原理,推导了锯齿波的幅度及振荡周期的计算公式,所设计的以集成运放电路的非线形应用为核心的幅度频率可调的锯齿波发生器可实现输出的波形工作频率范围0.02Hz~1kHz连续可调;方波幅值±10V;波峰峰值20V;各种输出波形幅值均连续可调。
基本达到设计要求。
六、结论与心得
七、参考文献
[1] 华成英、模拟电子技术基本教程(293~303页);清华大学出版社。