非正弦波信号发生器

1、非正弦波信号发生器主要特点主要特点振荡条件比较简单，只要反馈信号能使振荡条件比较简单，只要反馈信号能使比较电路状态发生变化，即能产生周期比较电路状态发生变化，即能产生周期性的振荡。性的振荡。 方波发生器方波发生器 1. 电路组成电路组成RAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+延迟延迟环节环节迟滞比迟滞比较器较器RAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+2 工作原理工作原理设设t=0时时uC(0)=0 uO= +UZ则则=+FUZO211RuRRRu )(211RRRF )(Z211URRR RAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+uC按指数规律上升按指数规律上升a. 当当t0时

2、时电容电容C充电充电uOuCOtuO, uC UZ- -UZ- - FUZ FUZiCuO、uC波波形图形图 uO=+UZRAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+b. 当当uCFUZ 时时uOuCuR= FUZ uO= UZ- - FUZ FUZOtuO, uC UZ- -UZuO、uC波波形图形图iCRAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+c. 当当uO= UZ时时uR= FUZuOuCOtuO, uC UZ- -UZ- - FUZ FUZuO、uC波波形图形图uC按指数规律下降按指数规律下降电容电容C放电放电iCRAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+d. 当当uC R-

3、 -，输出，输出波形的占空比是大于波形的占空比是大于还是小于还是小于50%？答答 如果电阻如果电阻R+ R- -，那么，那么，电容电容C的充电时间将大于的充电时间将大于放电时间，输出波放电时间，输出波形 的 占 空 比 大 于形 的 占 空 比 大 于50%。AuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+R+RD1D2 三角波和锯齿波发生器三角波和锯齿波发生器1电路组成电路组成迟滞比较器迟滞比较器积分器积分器uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+ + +O212O1211BuRRRuRRRu 图中图中ZO1Uu 2工作原理工作原理 O212Z211)(uRRRURRR uO1RCA1A2R1

4、R2R3uODZB+ + +(1) 当当 时时ZO1Uu tuRCutttd11OO - - tRCU - - Z输出电压输出电压电容电容 C充电充电uO随时间线性下降随时间线性下降设设uC(0)=0波形图波形图tuO , uO1OuOuO1UZuO1RCA1A2R1R2R3uODZB+ + +uC+ +ZO1Uu- - (2) 当当 时时0B u令令0O212Z211B uRRRURRRuZ21OURRu- - tuO , uO1OuOuO1UZUZ21Z/ RRU- -uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+ + +uC+ +得得uO1翻转时的输出电压翻转时的输出电压波形图波形图(3)

5、当当 uB0时时tuO , uO1OuOuO1UZUZ21Z/ RRU- -21Z/ RRU波形图波形图得得uO1翻转时的输出电压翻转时的输出电压uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+ + +uC+ +21Z/ RRU- -tuO , uO1OuOuO1UZUZ21Z/ RRU波形图波形图uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+ + +uC+ +uO1 方波方波uO 三角波三角波输出波形输出波形(1) 输出电压幅值输出电压幅值Z21omURRU 3. 主要参数计算主要参数计算(a) 三角波幅值三角波幅值(b) 方波幅值方波幅值ZomUU tuO , uO1OuOuO1UZUZ21Z/ R

6、RU- -21Z/ RRU(2) 振荡频率振荡频率三角波从零上升到三角波从零上升到Uom的时间是的时间是T/4由图可知由图可知uO1t+UZOuOO+UomtUomUZ4T - - 40O1omd1TtRuCU由于由于RCTU4Z - - - 40Zd)(1TtRUC故电路的振荡周期故电路的振荡周期Zom4UURCT 214RRCR 振荡频率振荡频率RCRRTf12041 R+RD1D2(a)(b)答答 输出波形上升和下降的斜率不等。输出波形上升和下降的斜率不等。uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+ + +uC+ +例例3 如果用图如果用图(a)示电路替代图示电路替代图(b)示电路的电阻

7、示电路的电阻R，那，那么输出电压么输出电压uO的波形如何变化？的波形如何变化？tOuO替代替代RR+RD1D2例例4 在上图示电路中，如果电阻在上图示电路中，如果电阻R+ R- -，画出输出，画出输出电压的波形。电压的波形。解解 输出输出信号的波形如右图示。信号的波形如右图示。uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+ + +uC+ + 压控振荡器压控振荡器uO1RCA2A1R1R2R3uODZB+ + +U+US1. 原理图原理图图中模拟开关图中模拟开关S受控于受控于uOa. 当当uO=+UZ时，开关时，开关S接通接通+ +U。b. 当当uO= UZ时，开关时，开关S接通接通U。(1) 工作

8、原理工作原理O211O1212BuRRRuRRRu 图中图中ZOUu )(Z211O1212URRRuRRR uO1RCA2A1R1R2R3uODZB+ + +U+US(a) 当当 时时ZOUu U通过通过R向向 C充电充电S 接电源接电源 +UtURCutttd1O1 - - tRCU - - uO1随时间线性下降随时间线性下降设设uC(0)=0+uCuO1RCA2A1R1R2R3uODZB+ + +U+US(b) 当当 uB 0 时时ZOUu 电容电容 又正向充电又正向充电S又接又接UCuO1又随时间线性下降又随时间线性下降+uCuO1RCA2A1R1R2R3uODZB+ + +U+USuOC+uCuO1RCA2A1R1R2R3uODZB+ + +-U+USuO1 三角波三角波uO 输出方波输出方波输出波形输出波形(2) 振荡波形图振荡波形图(3) 振荡频率振荡频率tt0 0uO0+UZt1t2-UZ2TuO1Z21URR Z21URR- -t1t2振荡波形图振荡波形图tRCU