三角波发生电路的实现方法及原理分析

8.3.2.1　三角波发生电路的组成

三角波发生电路由方波发生电路和积分电路组成，通过对积分运算放大电路充放电，输出就能得到三角波电压。如图8.3.6（a）所示，当方波发生电路的输出uO1=+UZ时，积分运算放大电路中的电容充电，由于uO=-uC，所以输出电压uO将线性下降；同理，当uO1=-UZ时，积分运算放大电路中的电容放电，uO将线性上升，波形如图8.3.6（b）所示。

图8.3.6　三角波发生电路的组成及输出波形图

图8.3.6（a）所示电路中存在RC电路和积分电路两个延迟环节，在实用电路中，可以将它们“合二为一”，即去掉方波发生电路中的RC回路，使积分运算放大电路既作为延迟环节，又作为方波-三角波变换电路，滞回比较电路和积分运算放大电路的输出互为对方的输入，如图8.3.7所示。由于前者RC回路充电方向与后者积分电路的积分方向相反，故为了满足极性的需要，滞回比较电路改为同相输入。

图8.3.7　实用三角波发生电路

8.3.2.2　三角波发生电路工作原理

在图8.3.7所示三角波发生电路中，虚线左边为同相输入滞回比较电路，右边为积分运算放大电路，对于由多个集成运放组成的应用电路，一般应先分析每个集成电路的输出与输入的函数关系，然后分析各电路间的相互联系，在此基础上得出电路的功能。

图中滞回比较电路的输出电压uO1=±UZ，它的输入电压是积分电路的输出电压uO，根据叠加原理，集成运放A1同相输入端的电位为

图8.3.8　三角波发生电路中滞 回比较电路的电压传输特性

令uP1=uN1=0，可求得阈值电压为

因此，滞回比较电路的电压传输特性如图8.3.8所示。

积分电路的输入电压是滞回比较电路的输出电压uO1，而且uO1不是+UZ就是-UZ，所以输出电压的表达式为(www.xing528.com)

式（8.3.13）中，uO(t0)为初态时的输出电压。设初态时uO1正好从-UZ跃变为+UZ，则应写成

积分电路反向积分，uO随时间的增长线性下降，根据图8.3.8所示的电压传输特性，一旦uO减小至稍小于-UT，uO1将从+UZ跃变为-UZ，使得式（8.3.13）变成为

uO(t1)为uO1产生跃变时的输出电压。积分电路正向积分，uO随时间的增长线性增大，根据图8.3.8所示电压传输特性可知，一旦uO增大至稍大于+UT，uO1将从-UZ跃变为+UZ，回到初态，积分电路又开始反向积分。电路重复上述过程，因此产生自激振荡。

由以上分析可知，uO是三角波，幅值为±UT；uO1是方波，幅值为±UZ，如图8.3.9所示。因此也可称图8.3.7所示电路为三角波—方波发生电路。由于积分电路引入了深度电压负反馈，所以在负载电阻相当大的变化范围里，三角波电压几乎不变。

图8.3.9　三角波、方波发生电路的波形图

8.3.2.3　三角波发生电路的振荡频率

根据图8.3.9所示波形可知，正向积分的起始值为-UT，终了值为+UT，积分时间为二分之一周期，将它们代入式（8.3.4），得出

式（8.3.16）中经整理可得出振荡周期为

振荡频率为

调节电路中R1、R2、R3的阻值和C的容量，可以改变振荡频率；而调节R1和R2的阻值，可以改变三角波的幅值。