非正弦波信号产生电路

2011-07-12 来源:hep 字号:
一、电压比较器(Comparer)
    电压比较器的基本功能是对两个输入电压进行比较,并根据比较结果输出高电平或低电平电 压。电压
比较器广泛应用于非正弦波信号的产生和变换以及模/数转换等。
    电压比较器分为基本比较器和迟滞比较器(施密特触发器)两大类,其中基本比较器又分为简单比较
器(单门限)和窗口比较器(双门限)。
   (一)单限电压比较器
    理想集成运放工作在开环状态下,其输出只有正饱和和负饱和值两种状态,当同相端输入电压 大于
反,输出为正饱和值,即UO=UOM,反之,输出为负饱和值,即UO=-UOM
    比较器输出由一种状态跳变到另一种状态时,所对应的输入电压值称为门限电压。只有一个门 限的比
较器称单限比较器,若门限电压为零,称为过零比较器。
     1.过零电压比较器

      2.同相输入单门限比较器
    如果将参考电压UREF接在运算放大器的反向端,待比较的输入电压uI接到同相端,如下图所 示,即构成
同相输入单限电压比较器,图中输出端所接稳压管用以限定输出高低电平幅度,R为稳压管限流电阻。由于
uI从同相端输入且只有一个门限,把比较器输出电平发生跳变时的输入电压称为门限电压UT,图中的
UT=UREF。由于uI从同相端输入且只有一个门限,故称同相输入单限电压比较器;反之,当uI从反相端输入
UREF改接到同相端,则称反相输入单限电压比较器。

    特点:1)工作在非线性区 2)不存在虚短 (除了uI = UREF )3)存在虚断
   (二)迟滞比较器
    对于单限比较器,如果输入电压在门限附近有微小的干扰,就会导致状态翻转使比较器输出电 压不稳
定而出现错误阶跃,为了克服这一缺点,常将比较器的输出电压通过反馈网络加到同相输入端,形成正反
馈,将待比较电压uI加到反相输入端,参考电压UREF通过R2接到运算放大器的同相 端,如图所示,通常将
此电路称为反相输入迟滞比较器,也称反相输入施密特触发器。
     1.电路和门限电压

 

     2.传输特性

 

   二、方波产生电路(Astable Multivibrator)
    用迟滞比较器构成的方波产生电路如下图所示,由于方波包含极丰富的谐波,因此方波产生电路又称
多谐振荡器。下图电路用来产生固定的低频率的方波信号,是一种较好的振荡电路,但是输出方波的前后
沿陡度取决于集成运放的转换速率SR,所 以当振荡频率较高时,为了获得前后沿较陡的方波,必须使用SR
较大的集成运放。
     1.电路组成和输出波形

   

   三、压控方波产生电路
    输出信号频率与输入控制电压成正比的波形产生电路称为。若用直流电压作为控制电压,压控 振荡器
可制成频率调节十分方便的信号源;若用正弦波电压作为控制电压,压控振荡器就构成了调频波振荡器;
当振荡受锯齿波电压控制时,就构成了扫频振荡器等。
  (一)积分 - 施密特触发器型压控振荡器

   (二)8038 集成函数发生器
    8038 集成函数发生器是一种多用途的波形发生器,可以用来产生正弦波、方波、三角波和锯齿波,其
振荡频率可通过外加的直流电压进行调节,所以是压控集成信号产生器。其内部电路结构所如下图示。外
接电容C的充、放电电流由两个电流源控制,所以电容C两端电压uC的变化与时间成线性关系,从而可以获
得理想的三角波输出。另外,8038 电路中含有正弦波变换器,故可以直接将三角波变成正弦波输出。
     1.原理

    

     2.实际应用  

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