《电子技术基础（第2版）》 课件 第5章 波形发生电路

第5章波形发生电路5.1正弦波振荡电路5.2非正弦波振荡电路5.1正弦波振荡电路

简述：正弦波和各种非正弦波作为信号源在自动控制、电子测量、工业加工、通信、广播以及家用电器等技术领域得到广泛的应用。本章首先阐明RC、LC、石英晶体等正弦波振荡电路的振荡条件、电路组成和判断方法；然后讲述矩形波、三角波、锯齿波发生电路等非正弦波发生电路的工作原理、振荡条件和输出波形；最后介绍几种波形变换电路。5.1.1正弦波振荡电路的基础知识1.产生正弦波振荡的条件

产生振荡的基础：正弦波振荡电路在不加任何输入信号的情况下，由电路自身产生一定频率、一定幅度的正弦波电压输出，因而称为“自激振荡”电路。在第4章所讲的负反馈放大电路中，也会发生自激振荡，其原因是由于负反馈在高频或低频情况下变成正反馈。可见，正反馈是自激振荡的必要条件和重要标志，负反馈放大电路中的自激振荡是有害的，必须加以消除。但对于正弦波振荡电路，其目的就是要产生一定频率和幅度的正弦波，因而在放大电路中有意引入正反馈，并创造条件，使之产生稳定可靠的振荡。1.产生正弦波振荡的条件

电路组成原则：综上所述，在正弦波振荡电路中，一要反馈信号能够取代输入信号，而若要如此，电路中必须引入正反馈；二是要有外加的选频网络，用以确定振荡频率。

自激振荡是正弦波振荡原理：右图（a）中，在放大电路的输入端输入正弦信号Xi，在输出端得到正弦波输出Xo=AXi。如果通过反馈网络引入正反馈信号Xf，使Xf=Xi,那么此时即使去掉输入信号Xi，电路仍能维持输出Xo。这种有用反馈信号Xf取代输入信号Xi的方法构成了振荡器的自激振荡原理。如图（b）所示。

图5-1正反馈连接方框图1.产生正弦波振荡的条件条件推导：

根据前面对自激振荡原理的分析可得：

产生正弦波振荡的条件条件分解：（1）幅值平衡条件：

开环放大倍数与反馈系数的乘积为1，即Xf=Xi。（2）相位平衡条件：

ΦA是基本放大电路输出与输入的相位差，ΦF为反馈网络输出和输入的相位差。该式表示基本放大电路的相位移与反馈网络的相位移的和等于0或2π的整数倍，即电路必须引入正反馈。2.正弦波振荡的起振和稳幅

起振信号和及选频：实际上，振荡电路开始建立振荡时，并不需要借助于外加输入信号，它本身就能起阵，但电路由自行起振到稳定需要一个建立的过程。例如当电路接通电源时，将有电扰动作用于电路。根据频谱分析，这种扰动信号是由多种频率的分量所组成的，其中必然包含频率为fo的正弦波。用一个选频网络将fo信号“挑选”出来，使它满足振荡相位平衡条件和幅值平衡条件，其它频率成分的信号则因为不符合振荡条件而衰减为零，所以电路就将维持频率为fo的正弦波振荡。振荡初始，输出信号将由小逐渐变大，要求电路具有放大作用，所以电路的起振条件为：

说明：如果|AF|始终大于1，则输出信号将会一味地增加，将使输出波形失真，显然这是应当避免的。因此，振荡电路还必须有稳幅环节，其作用是在输出电压幅值增大到一定数值后，设法减小放大倍数或减小反馈系数，使得|AF|=1，从而获得幅值稳定且基本不失真的正弦波输出信号。——起振条件3.正弦波振荡电路的组成和分析方法

组成：由以上分析可知，正弦波振荡电路必须有以下四个组成部分：

（1）电压放大电路使f=fo的正弦输出信号能够从小逐渐增大，直到达到稳定幅值，而且通过它将直流电源提供的能量转换成交流功率。（2）正反馈网络它使电路满足相位平衡条件，否则就不可能产生正弦波振荡。（3）选频网络它保证电路只产生单一频率的正弦波振荡。多数电路中，它和正反馈网络合二为一。正弦波振荡电路常以选频网络所用元件来命名，分为RC、LC和石英晶体正弦波振荡电路。RC正弦波振荡电路的输出波形较好，振荡频率较低，一般在几百kHz以下；LC正弦波振荡电路的振荡频率较高，一般在几百kHz以上；石英晶体正弦波振荡电路的振荡频率极其稳定。

（4）稳幅环节保证输出波形具有稳定的幅值。3.正弦波振荡电路的组成和分析方法

分析方法：分析电路是否会产生正弦波振荡，首先观察其是否具有四个必要的组成部分，然后判断它是否满足正弦波振荡的条件。具体而言：

（1）观察电路是否存在放大电路、选频网络、反馈网络和稳幅环节四个部分。（2）检查放大电路是否有合适的静态工作点，能否正常放大。

（3）用瞬时极性法判断电路是否在f=fo时引入了正反馈，即是否满足相位平衡条件。具体方法是：断开反馈，在断开处给放大电路加上频率为f0的输入电压Ui，并给定其瞬时极性，如下图所示；然后以Ui极性为依据判断输出电压Uo的极性，从而得到反馈电压Uf的极性，若Uf与Ui极性相同，则说明满足相位条件，电路有可能产生振荡，否则，不能。

（4）判断电路能否满足起振条件和幅值平衡条件。注意，只有在电路满足相位平衡条件的情况下，判断是否满足幅值条件才有意义。即曰，若电路不满足相位条件，则无需判断幅值条件了。5.1正弦波振荡电路5.1.2RC正弦波振荡电路

主要用途：RC串并联网络正弦波振荡电路用以产生低频正弦波信号，是一种使用十分广泛的RC振荡电路。

1.电路组成原理图

RC串并联网络正弦波振荡电路的原理图如图5-2所示。它由三部分组成：运算放大器A、RC串并联正反馈选频网络以及由电阻R1、R2组成的负反馈稳幅网络。由图可见，串、并联网络中的R、C以及负反馈支路中的R1、R2正好组成一个电桥的四个臂，因此这种电路又称为文氏电桥振荡电路。

图5-2RC正弦波振荡电路2.RC串并联网络的选频特性

RC正弦波振荡电路RC串并联网络如图5-3所示。其中U1为反馈与选频网络的输入电压，也是放大器的输出电压；U2为电路的输出电压，也是放大器的放大器的反馈电压。RC串并联正反馈选频网络的反馈系数为：

图5-3RC串并联选频网络

令ω0=1/（RC），则上式变为：2.RC串并联网络的选频特性

图5-3RC串并联选频网络

令ω0=1/（RC），则上式变为：幅频特性：相频特性：

图5-3RC串并联选频网络

由以上两式可以画出RC串并联网络的频率特性曲线，如图5-4所示。从图中可以看出，当ω=ω0时，反馈系数的幅值最大，为F=1/3，即输出电压U2最大，并且与输入电压U1同相位，即ΦF=0o。而当ω≠ω0时，输出均被大幅度衰减，即RC串并联网络具有选频特性。ω0称为RC串并联电路的固有频率。

图5-4RC串并联选频网络的频率特性

图5-2RC正弦波振荡电路

以上分析表明，只要为RC串并联选频网络匹配一个ΦA=0o（即输出电压与输入电压同相）、且电压放大倍数A=3的放大电路即可满足相位及幅值平衡条件。右图中运放A与电阻R1、R2组成的同相比例放大电路即能满足要求。

图5-4RC串并联选频网络的频率特性

RC串并联选频网络3.振荡频率和起振条件

RC正弦波振荡电路

（1）振荡频率

为了满足相位平衡条件，要求ΦA+ΦF=±2nπ。以上分析说明当信号频率f等于f0，即则串并联网络的ΦF=0，如果在此频率下能使放大电路的ΦA=±2nπ

，即放大电路的输出电压与输入电压同相，即可达到相位平衡条件。在图5-2所示RC串并联网络振荡电路原理图中，放大部分是集成运放，采用同相输入方式，则在中频范围内近似等于零。因此，电路在f0时ΦA+ΦF=0，而对于其它任何频率，则不满足振荡的相位平衡条件，所以电路的振荡频率为：

（2）起振条件

已经知道当f=f0时，F=1/3。为了满足振荡的幅度平衡条件，必须使AF＞1，由此可以求得振荡电路的起振条件为：

又因同相比例运算电路的电压放大倍数为Auf=1+（R2/R1），为了使A=Auf＞3，图7-2所示振荡电路中负反馈支路的参数应满足以下关系：

R2＞2R1

RC正弦波振荡电路

RC串并联选频网络

【补充例题】

某正弦波信号发生器由文氏桥振荡电成，其选频网络如下图所示，用开关切换不同的电容来实现振荡频率的粗调，用调节同轴电位器来实现振荡频率的细调。已知C1、C2、C3分别为0.22μF、0.022μF、0.0022μF，固定电阻R=3.3kΩ，同轴电位器RP=33kΩ，试估算该仪器三挡频率的调节范围。振荡频率连续可调的RC串并联选频网络

解：（1）当C=C1=0.22μF时，若电位器RP调到最大，则若RP调到0，则

（2）当C=C2=0.022μF时，若电位器RP调到最大，则

若RP调到0，则

（3）当C=C3=0.0022μF时，若电位器RP调到最大，则

若RP调到0，则

可见，此仪器的三挡频率范围分别约为：

Ⅰ挡：20Hz～219Hz；

Ⅱ挡：200Hz～2.19kHz；

Ⅲ挡：2kHz～21.9kHz。三挡均在低频信号范围内，并且三个挡之间互相有覆盖。5.1正弦波振荡电路5.1.3LC正弦波振荡电路

用途及分类：LC振荡器是利用LC并联回路作为正反馈选频网络，该电路产生的振荡频率教高，可以达到几十兆赫兹以上。LC振荡电路按照反馈方式的不同可分为变压器反馈式，电容三端式、电感三端式等几种类型。下面首先分析LC并联谐振电路的选频特性。

1.LC并联回路的谐振特性

LC并联回路如图5-6所示，回路中的电阻R为电感线圈及回路其它损耗的等效电阻。电路的等效阻抗为：

图5-6LC并联回路1.LC并联回路的谐振特性

LC并联回路

通常R很小（R＜＜ωL），上式近似为：幅频特性为：

LC并联回路幅频特性为：

当信号频率为某一特定频率f0，即f=f0

时，LC回路产生谐振，此时电路的阻抗|Z|最大，而当信号频率f＞f0或者f＜f0时，电路的阻抗都小于最大阻抗，因此说，LC并联电路具有选频特性。不难得出，要使LC回路产生谐振，必须要求：于是得到：ω0为LC并联回路的谐振角频率，或用频率f0表示为：

2.变压器反馈式LC正弦波振荡电路

图5-7变压器反馈式LC振荡电路

（1）电路结构及工作原理

图5-7所示是变压器反馈式LC振荡电路，它由共射放大电路、LC并联谐振电路（选频电路）和变压器反馈电路三部分组成。LC电路由电容C与变压器初级线圈L1组成。谐振时，LC并联回路呈电阻性，在f=f0

时，放大器的输出与输入信号反相，即ΦA=180o。变压器次级线圈L3是反馈线圈，利用变压器的耦合作用，反馈线圈产生反馈电压。因为变压器同名端的电压极性相同，所以反馈电压与输出电压反相，ΦF

=180o，即谐振时满足相位平衡条件。调节变压器的变压系数，可改变反馈量的大小，一般都能满足振荡电路的起振条件AF＞1。图5-7变压器反馈式LC振荡电路

（2）谐振频率

该电路的振荡频率近似等于LC并联回路的谐振频率，即式中，L是谐振回路的等效电感。

（3）振幅的稳定

振幅的稳定是利用三极管的非线性特性来实现的。在振荡初期，输出信号和反馈信号都很小，基本放大电路工作在线性放大区，使输出电压的幅度不断增大。当幅度达到某一数值后，基本放大电路的工作状态进入饱和区，使得集电极电流iC失真，其基波分量减小，再经过LC并联回路选频，输出稳定的正弦波信号。

用途：变压器反馈式LC振荡电路的特点是电路容易起振，改变电容可调整谐振频率，但输出波形不好，常用于对波形要求不高的设备中。【补充例题】

判断下图所示各电路是否可能产生正弦波振荡。

解：分析思路：首先，观察电路是否存在4个组成部分；然后，判断放大电路能否正常实现放大；最后，采用瞬时极性法判断电路是否满足相位平衡条件，即ΦA+ΦF=±2nπ。

图（a）电路中，各部分组成完整，且电路设置了合适的静态工作点。下面判断相位平衡条件：断开三极管的基极输入端（即反馈端），加入加入f=f0的输入电压Ui，规定其极性为“+”，如图中所示，根据放大电路输出与输入的相位关系及变压器同名端的性质，不难判断出反馈信号Uf的极性与加入的Ui的极性不同，故电路不满足相位条件，所以不可能产生正弦振荡。

图（b）分析略。答案：可能产生正弦振荡。3.电感反馈式正弦波振荡电路

图5-8电感反馈式振荡电路

三端式振荡电路是由LC并联回路的三个端点与三极管的三个电极连接，构成的反馈式振荡电路。这种振荡电路可分为电感三端式（也称哈特莱电路）和电容三端式（也称考毕兹电路）。（1）电路结构特点

电感反馈式振荡电路如图5-8所示。为了克服变压器反馈式振荡电路中变压器原边与副边耦合不紧密的缺点，可将原边线圈与副边线圈合并为一个线圈；为了加强谐振效果，将点燃C跨接在整个线圈两端（如图5-8所示）。电路由一个带抽头的电感线圈和电容器组成的LC并联回路，作为选频与反馈网络，它的三个端点分别与三极管的三个电极相连。其中L2为反馈线圈，作用是实现正反馈（可用瞬时极性法判断）。

L2为反馈线圈，作用是实现正反馈。反馈量的大小可以通过改变线圈抽头的位置来调整。为了有利于起振，通常反馈线圈L2的匝数占总匝数的1/8～1/4。利用分析电路能否产生正弦波振荡的方法来分析图5-8所示电路。首先，观察电路组成，4部分结构完整且放大电路能够正常工作。然后，利用瞬时极性法判断相位条件：断开反馈，加频率为f0的输入电压，给定其极性（假设为+），判断出从L2上获得的反馈的电压极性与输入电压相同，故电路满足正弦波振荡的向我条件。只要电路参数选择得当，电路就可以满足幅值条件，从而产生正弦波振荡。

（2）振荡原理

图5-8电感反馈式振荡电路

图5-8电感反馈式振荡电路

（3）振荡频率电感三端式振荡电路的振荡频率为：

式中L为L1、L2串联的等效电感，从同名端可以看出，两者是顺向串联，所以其等效电感L=L1+L2+2M。

优缺点：电路中L1、L2之间耦合紧密，振幅大；当C采用可变电容时，可以获得调节范围较宽的振荡频率，最高振荡频率可达几十兆赫兹。

但是，由于反馈电压取自电感，对高频信号具有较大的电抗，输出电压波形中常含有高次谐波，因此，电感反馈式振荡电路常用在对波形要求不高的设备之中如高频加热器、接收机的本机振荡器等。4.电容反馈式正弦波振荡电路

图5-9电容反馈式振荡电路

电容三端式振荡电路如图5-9所示。它是为了克服电感三端式的不足，为了获得较好的电压波形输出，它是将电感反馈式振荡电路中的电容换成电感，电感换成电容而得到的。

（1）电路结构特点

因为两个电容的三个端分别接三极管的三个电极，故称电容三端式振荡电路，或叫做电容反馈式振荡电路。

（2）振荡原理

简述：谐振时，选频网络呈电阻性，满足自激振荡的相位条件。由于三极管的β值足够大，通过调节C1、C2的比值可得到合适的反馈电压，因而使电路满足振幅平衡条件。一般电容的比值取为：C1/C2=0.01～0.5。

（2）振荡原理首先，观察电路组成，4部分结构完整且放大电路能够正常工作。然后，利用瞬时极性法判断相位条件：断开反馈，加频率为f0的输入电压，给定其极性（假设为+），判断出从C2上获得的反馈的电压极性与输入电压相同，故电路满足正弦波振荡的向我条件。只要电路参数选择得当，电路就可以满足幅值条件，从而产生正弦波振荡。

（3）振荡频率电容三端式振荡电路的振荡频率，当由C1、C2所构成的选频网络的品质因数Q远大于1时，振荡频率为：

图5-9电容反馈式振荡电路

优缺点：电路的反馈电压取自C2的两端，高次谐波分量小，振荡输出波形较好；C1和C2较小时，电路的振荡频率较高，一般可达100MHz以上；振荡频率的调节范围小，通常用容量较小的可变电容与电感线圈串联，来实现频率的连续可调。为了方便地调节频率和提高振荡频率的稳定性，可把图5-9中的选频网络变成右下图所示形式，该选频网络的谐振频率为：

改进的选频网络

上式中，。由于C1＞＞C，C2＞＞C，因此f0主要由LC决定。通过调节C可以方便地调节振荡频率。

图5-9电容反馈式振荡电路

【补充例题】

电路如下图所示，图中Cb为旁路电容，C1为耦合电容，对交流信号均可视为短路。为使电路可能产生正弦波振荡，试说明变压器原边线圈和副边线圈的同名端。

解：右图所示电路中放大电路为共基极放大电路。断开反馈，给放大电路加入频率为f0的输入电压，极性为上“+”下“-”；集电极动态电位为“+”，选频网络的电压极性为上“-”下“+”；从变压器副边获得的反馈电压应为上“+”下“-”，才能满足正弦波振荡的平衡条件。因此，变压器原边线圈的下端和副边线圈的上端为同名端。

【例5-1】

图5-10所示为某超外差收音机的本机振荡电路，振荡线圈原、副边线组的同名端如图中圆点所示。（1）判断电路中的放大电路是共射、共基、共集接法中的哪一种；（2）判断电路是否满足相位平衡条件；（3）说明电容C1和C2起何作用；（4）说明C2断开后电路还能否维持振荡，简述原因；（5）计算当C4=20pF时，在C5的变化范围内，振荡频率的可调范围。

解：（1）此电路为共基极调谐型变压器反馈式LC正弦波振荡电路。

（2）用瞬时极性法，断开C2左端，假设从发射极输入对地为“+”、频率为f0的信号，则集电极电位为“+”（共基电路输出与输入同相），电感线圈的1端喝端对地也为“+”，而2～3端的电压反馈到发射极，正好与所加输入信号极性相同，所以电路满足相位平衡条件。

（4）若C2断开，则电路失去了正反馈通路，所以不能维持振荡。

（5）振荡频率表达式为：

当C5=250pF时，f0≈1.33MHz；当C5=12pF时，f0≈2.96MHz；所以振荡频率调节范围约为为1.33～2.96MHz。

（3）电容C1、C2的容量比谐振回路里的电容C3、C4、C5大很多。C1为旁路电容，C2为耦合电容。5.1正弦波振荡电路5.1.4石英晶体正弦波振荡电路

电路产生背景：在实际应用中，一般对振荡频率的稳定度要求较高。例如在无线电通信中，为了减小各电台之间的相互干扰，频率的稳定度必须达到一定的标准。频率的稳定度通常以频率的相对变化量来表示，即△f0/f0，其中f0为频率的标称值；△f0为频率的绝对变化量。在LC振荡电路中，频率的稳定度相对较差。利用石英晶体代替LC谐振回路就构成了晶体振荡器，它可使振荡频率的稳定度提高几个数量级。石英晶体振荡器是一种高稳定性的振荡器，目前已广泛应用于各种通信系统、雷达、导航等电子设备中。

分类：常用的石英晶体振荡电路分为两类：一类是石英谐振器在电路中以并联谐振形式出现，称为并联型晶体振荡电路；另一类是石英谐振器在电路中以串联谐振形式出现，称为串联型晶体振荡电路。1.石英晶体简介

将二氧化硅（SiO2）结晶体按一定的方向切割成很薄的晶片，再将晶片两个对应的表面抛光和涂敷银层，并作为两个电极的引出管脚，加以封装，就构成石英晶体谐振器。其结构示意图如下图所示。

图5-11石英晶体谐振器

（1）石英晶体的基本特性

石英晶体的压电效应：在石英晶体的两个管脚加交变电场时，它将会产生一定频率的机械形变，二这种机械振动又会产生交变电场，这种物理现象称为压电效应。当交变电场的频率为某一特定值时，机械形变的振幅和交变电场的振幅都骤然增大，产生共振，称之为压电振荡。这一特定频率就是石英晶体的固有频率，也称谐振频率。

（2）石英晶体的等效电路和振荡频率

石英晶体的等效电路如下图所示。当石英晶体不振动时，可等效为一个平板电容C0，称为静态电容；其值决定于晶片的几何尺寸和电极面积，一般为几到几十皮法。当晶片产生振动时，机械振动的惯性等效为电感L，其值为即毫亨到几十毫亨。晶片的弹性等效为电容C，其值仅为0.01到0.1pF，因此C远小于C0。晶片的摩擦损耗等效为电阻R，其值约为100Ω，理想情况下R=0。图5-12石英晶体

的等效电路

当等效电路中R、L、C支路产生串联谐振时，该支路呈纯阻性，等效电阻为R，谐振频率为：

（1）并联型晶体振荡电路

并联型石英晶体振荡电路如图5-13所示。石英谐振器呈感性，可把它等效为一个电感。选频网络由晶体与外接电容C1、C2组成，振荡器实质上可看作是电容三点式振荡电路。由运算放大器、晶体谐振器和外接电容组成的三端式振荡电路如右下图所示，其中CS为可调电容，调节CS可微调振荡频率。

图5-13并联型石英晶体振荡器

由运放构成的并联型石英晶体振荡器2.石英晶体振荡电路

（2）串联型晶体振荡电路图5-14所示为一种串联型晶体振荡电路。图中T1和T2组成两级放大器，放大器的输出与输入电压反相，经石英谐振器和Re和可变电阻RP形成正反馈。可变电阻RP的作用是用来调节反馈量的大小，使电路既能起振，又能输出良好的正弦波信号。

图5-14串联型石英晶体振荡器5.2非正弦波发生电路

非正弦波信号：在电子设备中，常用到一些非正弦信号，例如数字电路中用到的矩形波，示波器和电视机扫描电路中用到的锯齿波等，如下图所示。本节将介绍常见的矩形波、三角波、锯齿波信号发生电路。

几种常见的非正弦波（a）矩形波（b）三角波（c）锯齿波（d）尖顶波（e）阶梯波5.2.1矩形波发生电路

电路结构：图5-15（a）所示是一种能产生矩形波的基本电路。由图可见，它是在滞回电压比较器的基础上，增加一条RC充、放电负反馈支路构成的。

图5-15（a）矩形波发生电路

工作原理：在图5-15（a）中，集成运放工作在非线性区，输出只有两个值：+UOM和-UOM。电容C上的电压加在集成运放的反相端，用以控制滞回比较器的工作状态。设在刚接通电源时，电容C上的电压为零，输出为正饱和电压+UOM，同相端的电压为：1.工作原理

电容C在输出电压+UOM的作用下开始充电，充电电流iC经过电阻RF，如图5-15（a）中实线所示。当充电电压uC升至u+

时，由于运放输入端u-＞u+，于是电路翻转，输出电压由+UOM翻至-UOM，同相端电压变为：

电容C开始放电，uC开始下降，放电电流iC如图5-15（a）中虚线所示。当电容电压uC降至时，由于u-＜u+，于是输出电压又翻转到uO=+UOM。如此周而复始，在集成运放的输出端便得到了图5-15（b）所示的输出电压波形。

图5-15（a）矩形波发生电路矩形波发生电路：

图5-15矩形波发生电路及其波形

2.振荡频率及其调节

电路输出矩形波电压的周期取决于充、放电的时间常数RC。可以证明其周期为

T=2.2RC则振荡频率为：

改变RC即可调节矩形波的周期和频率。

图5-15（a）矩形波发生电路3.占空比可调的矩形波发生电路

占空比：矩形波高电平持续的时间与其周期的比值，用q表示，即

欲改变矩形波输出电压的占空比，就必须使电容充、放电的时间常数不同，即两个充电回路的参数不同。利用二极管的单向导电性可以引导电流流经不同的通路，占空比可调的矩形波发生电路及其工作波形如图5-16所示。图5-16占空比可调的矩形波发生电路及其波形图5-16占空比可调的矩形波发生电路及其波形

【补充例题】

在下图（a）所示电路中，已知R1=R2=25kΩ，R3=5kΩ，Rp=100k，C=0.01μF，UZ=8V。试求：（1）输出电压的幅值和振荡频率；（2）占空比的调节范围约为多少？（3）若VD1断路，则产生什么现象？

解：（1）输出电压uo=±8V。振荡周期为：T≈12.1ms

（2）将Rp1的最小值0代入，可求得q的最小值约为0.045；将Rp1的最小值100kΩ代入，可求得q的最大值约为0.95。（3）若VD1断开，则电路不振荡，输出电压uo恒为+UZ。因为在VD1断路的瞬间，若uo=+UZ，电容电压降不变，则uo保持+UZ不变；若uo=-UZ，则电容仅有放电回路，必将使u-小于u+，导致uo=+UZ。图5-16占空比可调的矩形波发生电路及其波形5.2非正弦波振荡电路5.2.2三角波发生电路

电路结构：三角波发生电路的基本结构如图5-17（a）所示。集成运放A2构成一个积分电路，集成运放A1构成滞回电压比较器，其反相端接地，集成运放A1同相端的电压由uO和uO1共同决定，

图5-17（a）三角波发生电路

工作原理：集成运放A1同相端的电压由uO和uO1共同决定，为：三角波发生电路：

三角波发生电路

工作原理：集成运放A1同相端的电压由uO和uO1共同决定，为：

当u+＞0时，uO1=+UOM；当u+

＜0时，uO1=-UOM。

在电源刚接通时，假设电容器初始电压为零，集成运放A1输出电压为正饱和电压值+UOM，积分器输入为+UOM，电容C开始充电，输出电压uO开始减小，u+

值也随之减小，当uO减小到-（R2/R1）UOM时，u+由正值变为零，滞回比较器A1翻转，集成运放A1的输出uO1=-UOM。

当uO1=-UOM时，积分器输入负电压，输出电压uO开始增大，u+

值也随之增大，当uO增加到（R2/R1）UOM时，u+

由负值变为零，滞回比较器A1翻转，集成运放A1的输出uO1=+UOM。三角波发生电路：

工作原理：此后，前述过程不断重复，便在A1的输出端得到幅值为UOM的矩形波，A2输出端得到三角波，可以证明其频率为：

显然，可以可以通过改变R1、R2、R3的阻值来改变三角波的频率。三角波的工作波形如右图所示。

图5-17三角波发生电路及其工作波形5