分析方波产生电路的原理与应用

图6.19　矩形波（方波）发生器

知识储备

由于矩形波中包含极丰富的谐波，因此矩形波产生电路又称为多谐振荡器。图6.19所示为一个矩形波产生电路。电路实际上是由集成运放和电阻R1、R2组成迟滞比较器的基础上增加了一个R、C组成的积分电路，把输出电压经R、C反馈到集成运放的反相端。电阻R3和稳压管VDZ1、VDZ2对输出电压双向限幅，将迟滞比较器的输出电压限制在稳压管的稳定电压值±UZ。

由图6.19可以看出，集成运放同相输入端的电压u+ 由比较器输出电压uO通过R1、R2分压后得到，反相输入端的电压u- 受充放电电容C两端的电压uC控制。

设t=0（电源接通时刻）时，电容两端电压uC=0，即u-=0，而迟滞比较器的输出电压uO=+UZ，则集成运放同相输入端的电压为

输出电压uO=+UZ对电容C充电，使电容两端电压uC由零逐渐上升，反相输入端电压u- 也不断上升。当电容上的电压上升到u- ＞u+ 时，输出电压uO从高电平+UZ跳变为低电平-UZ，集成运放同相输入端的电压也立即变为

图6.20　uO与uC波形

可见，改变充放电时间常数RC及迟滞比较器的电阻R1和R2，即可调节矩形波的振荡周期，而矩形波的幅度决定于UZ。

通常定义矩形波高电平持续的时间与信号周期的比值T2/T叫做占空比q，习惯上将占空比为50%的矩形波称为方波，图6.19所示电路实为方波发生器。要得到高、低电平所占时间不相等的矩形波，只要适当改变电容C的正、反向充电时间常数即可。图6.21所示为一矩形波发生器电路，当uO为高电平时，VD1导通而VD2截止，反向充电时间常数为（R5+R4）·C；当uO为低电平时，VD1截止而VD2导通，反向充电时间常数为（R6+R4）·C。只要R5≠R6，选取R5/R6的比值不同，即可得到占空比不同的矩形波。

图6.21　矩形波发生器

自测习题

自测习题答案

题2图(www.xing528.com)

1.判断

迟滞比较器的抗干扰能力比单门限比较器差。（　　）

2.分析

请画出题2图所示迟滞比较器的电压传输特性曲线。