三角波信号发生电路的设计和实现

1.电路的组成

根据RC积分电路输入和输出信号波形的关系可知，当RC积分电路的输入信号为方波时，输出信号就是三角波，由此可得，利用方波信号发生器和RC积分电路就可以组成三角波信号发生器。三角波信号发生器的电路组成如图9-38所示。图9-38中的运算放大器A₁组成方波信号发生器，A₂组成RC积分电路。

该电路的工作原理是：方波信号发生器输出的方波信号输入积分电路，在积分电路的输出端得到三角波信号。积分电路的输出端除了输出三角波信号外，并通过电阻R₁将三角波信号反馈到滞回电压比较器的输入端，将三角波信号整形变换成方波信号输出。该电路的工作波形图如图9-39所示。

图9-38 三角波信号发生器

图9-39 工作波形图

2.振荡频率

因为该电路振荡信号的频率与三角波输出信号的幅度有关，所以要确定该电路的振荡频率，必须先确定三角波信号的输出幅度。

由图9-39可见，三角波输出信号的幅度等于滞回电压比较器的阈值电压，根据叠加定理可求出滞回电压比较器的阈值电压为

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由此可得输出信号的幅度为

设积分电路的输出电压从+U_oM到-U_oM所需的时间为t，根据积分电路输出电压和输入电压的关系式可得

即

因为三角波信号的周期为2t，所以三角波输出信号的频率为

三角波信号发生器工作波形仿真测试的结果如图9-40所示。

图9-40示波器屏幕上的波形清晰地显示出，图9-38所示的电路可以输出三角波信号，所以图9-38所示的电路称为三角波信号发生器。