矩形波发生器电路设计方案汇总(六款模拟电路设计原理图详解)

来源:网络整理 作者:佚名2018年01月29日 13:54

矩形波发生器电路设计方案(一)

TL082构成的简单的矩形波发生电路

如图所示为简单的矩形波发生电路。该电路为矩形波和方波发生电路,波形的高低电平时间可独立设定,振荡频率由高低电平时间共同确定。电路中用二极管对决定电容C充放电时间的电阻进行切换,用可变电阻R1和R2调整矩形波高低电平时间。电阻网络RA作为运放的反馈电路和电容C的充放电电路。

矩形波发生器电路设计方案汇总(六款模拟电路设计原理图详解)

由运放输出的电压经56kΩ和47kΩ电阻分压作为基准电压与电容C上电压进行比较而产生振荡。若用可变电阻RA(图b)代替图(a)中的电阻网络RA,电路成为方波产生电路,并且振荡频率可由RA进行改变。若用二极管和可变电阻RA(图c)代替图(a)中的电阻网络RA,电路成为矩形波产生电路。由于充电和放电电阻之和恒定,故电路振荡频率也恒定,可变电阻RA仅用来改变波形的占空比。

矩形波发生器电路设计方案(二)

矩形波发生器电路有多种方案,本设计以运算放大器为核心,由矩形波振荡电路、幅值调节电路两部分组成。电路设计方案和元器件选择的原则是:工作稳定可靠、结构简单合理、安装调试方便、性能参数达标。

矩形波振荡电路

矩形波振荡电路(又称多谐振荡器)由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。滞回比较器起开关作用,RC电路的作用是产生暂态过程。RC回路既是延迟环节,亦是反馈网络,通过RC充、放电过程实现输出状态的自动转换。在运放的输出端引入限流电阻和两个背靠背的稳压管就组成了如图1所示的双向限幅矩形波发生器。

矩形波发生器电路设计方案汇总(六款模拟电路设计原理图详解)

假设接通电源时,电容C两端电压uc=O,输出电压uo=+Uz,则运放同相输入端电压up=+UT,二极管VD2导通,VD1截止,uo通过电阻R3和R6给电容C充电,忽略二极管的动态电阻,充电时间常数近似为(R3+R6)C,使运放反相输入端电压uN由0逐渐上升,在uNup时,uo=-Uz保持不变。当uN≤up时,uo又从-Uz跃变为+Uz,电容C又开始充电,运放输出状态再次翻转。如此周而复始,电路产生了自激振荡,输出端输出矩形波信号。

通常将矩形波输出高电平的持续时间与振荡周期的比定义为占空比。图1所示电路利用二极管的单向导电性使电容充、放电的通路不同,从而使它们的时间常数不同,实现了输出电压占空比的调节。

图1矩形波发生器的输出电压幅值等于稳压管的稳压值,电路输出电压正、负幅度对称。

矩形波发生器电路设计方案汇总(六款模拟电路设计原理图详解)

由上述分析可知,调节电位器R5或R6可改变矩形波发生器的振荡频率及占空比。如果在图1中电容C处通过一只多路开关投入不同数值的电容,则可实现输出信号的频段控制。

在低频范围(如10Hz~1OkHz)以内,对于固定频率来说,图1所示电路是一种较好的振荡电路。当振荡频率较高时,为了获得前后边沿较陡的矩形波,宜选择转换速率较高的运放。

幅值调节电路

图1中稳压管双向限幅电路结构简单,选用不同稳压值的稳压管可改变输出电压,但限幅特性受稳压管参数影响大,而且输出限幅电压完全取决于稳压管的稳压值,采用这种方法对输出电压进行调整很不方便也很不实用。

为了实现对矩形波发生器输出电压幅值的精确调节,同时提高电路带负载的能力,可在图1电路输出端uo处并联一只可调电位器将输出电压进行取样,并将取样电压接至由运放和电阻网络组成的同相放大电路,通过改变取样电阻值即可精确调节矩形波输出电压的幅值,即构成了占空比、频率及幅值可调的矩形波信号发生器。

形波信号发生器电路仿真

矩形波发生器电路设计方案汇总(六款模拟电路设计原理图详解)

1234下一页全文

本文导航

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播
声明:电子发烧友网转载作品均尽可能注明出处,该作品所有人的一切权利均不因本站而转移。
作者如不同意转载,既请通知本站予以删除或改正。转载的作品可能在标题或内容上或许有所改动。
收藏 人收藏
分享:

相关阅读

发表评论

elecfans网友

分享到:

用户评论(0