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矩形波发作电路

2017-05-09 15:41分类:电工考证知识 阅读:

 

1、电路构成及工作原理

因为矩形波电压只需两种状况,不是高电平便是低电平,所以电压比照器是它的首要构成有些;因为发作振动,就恳求输出的两种状况主动地彼此装换,所以电路中有必要引进反响;因为输出状况应按必定的时刻阻隔替换改动,即发作周期性改动,所以输出电路中要有延时环节来断定每种状况坚持的时刻。图1所示矩形波发作电路,它由反相输入的滞回比照器和RC电路构成。RC回路既作为推迟环节,又作为反响网络,经过RC充、放电完毕输出状况的主动改换。

图1(a) 矩形波发作电路图1(b) 电压传输特性

图1中滞回比照器的输出电压uo=±UZ,阀值电压为

(1)

因而电压传输特性如图1(b)所示。

设某一时刻输出电压uo=±UZ,则同相输入端电位uo=±UT。uo经过R3对电容C正向充电,如图中虚箭头所示。反相输入端电位un随时刻t添加而逐步添加,当t趋近于无量时,un趋于+UZ;可是,一旦un=+UT,再稍增大,uo就从+UZ跃变为-UZ,与此一同up从+UT跃变为-UT。随后,uo又经过R3对电容C反向充电,或许说放电,如图中实线箭头所示。反相输入端电位un随时刻t添加而逐步下降,当t趋近于无量时,un趋于-UZ;可是,一旦un=-UT,再稍减小,uo就从-UZ跃变为+UZ,与此一同up从-UT跃变为+UT,电容又开规矩向充电。上述进程循环往复,电路发作了自激振动。

2、波形剖析及首要参数

因为图1(a)所示电路中电容正向充电与反向充电的时刻常数均为R3C,并且充电的总幅值也持平,因而在一个周期内uo=+UZ的时刻与uo=-UZ的时刻持平,uo为对称的方波,所以也称该电路为方波发作电路。电容上电压 (集成运放反相输入端电位 )和电路输出电压波形如图2所示。矩形波的宽度TK与周期T之比称为占空比,因而uo是占空比为1/2的矩形波。

图2 方波发作电路的波形图

依据上述电压波形可知,在1/2周期内,电容充电的开端值为-UT,终了值为+UT,时刻常数为R3C,时刻t趋于无量时,uc趋于+UZ,运用一阶RC电路的三要素法可列出方程:

(2)

将式(1)代入上式,即可求出振动周期为

(3)

振动频率:f=1/T。

经过以上剖析可知,调整电压比照器的电路参数R1、R2及UZ。可以改动方波发作电路的振动幅值,调整电阻R1、R2、R3和电容C的数值可以改动电路的振动频率。

3、占空比可调电路

经过对方波发作电路电路的剖析,可以期望,欲改动输出电压的占空比,就有必要使电容正向和反向充电的时刻常数纷歧样,即两个充电回路的参数纷歧样;运用二极管的单导游电功用够引导电流流经纷歧样的通道,占空比可调的矩形波发作电路如图3(a)所示,电容上电压和输出电压波形如图3(b)所示。

图3(a) 电路图图3(b) 波形剖析

当uo=+UZ时,uo经过RW1、D1和R3对电容C正向充电,若疏忽二极管导通时的等效电阻,则时刻常数:

(4)

当uo=-UZ时,uo经过RW2、D2和R3对电容C反向充电,若疏忽二极管导通时的等效电阻,则时刻常数:

(5)

运用一阶RC电路的三要素法可列出方程:

(6)
(7)
(8)

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