目錄

• 前言
• 一、矩形波發生電路
• 二、三角波發生電路
• 三、鋸齒波發生電路
• 結語

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前言

本文將分析矩形波、三角波、鋸齒波發生電路。非矩形波發生電路基于通用型集成運放。電路一般由運算電路和電壓比較器組合而成，非正弦波都可以由矩形波運算得到，本文以矩形波為基礎產生其他波形。

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以下是本篇文章的正文內容

一、矩形波發生電路

矩形波發生電路就是在沒有輸入的情況下輸出特定頻率和占空比的矩形波。電路應存在兩個暫態，高電平和低電平，所以需要使用電壓比較器。高低電平還要由一段維持時間，所以需要增加延遲環節。一般的矩形波發生電路如圖所示。

振蕩原理：在上電瞬間會存在各種頻率的電擾動，假設電擾動下輸出uo>0，反饋到up。由于滯回電壓比較器是正反饋，uo進一步增大，且un等于uo，電容正向充電。當充電到un大于ut（閾值電壓）時，uo躍變，電容反向充電。電容電壓首先會先消耗為0再反向，這就起到了延遲作用。當電容電壓小于ut時，uo再一次躍變。這個過程會循環進行，最終輸出一個矩形波。
根據起始值、終值和時間常數，求得周期$T=2R3Cln(1+\frac{2R1}{R2})$
該電路電容正向充電和反向充電的時間常數相同，所以產生的是占空比50%的矩形波，即方波，這也是為什么周期式子里有個2。如果要產生占空比不同的矩形波，就要使電容正反充電時間常數不同，如下圖所示。

調節Rw即可調節不同的占空比，哪一邊的Rw大，電平維持的時間就長。R3電阻起限流作用保護二極管，為了使Rw可調范圍大，R3會設置較小的阻值。

二、三角波發生電路

矩形波是其他非正弦波的基礎，矩形波進行積分就可以得到三角波。

如圖所示，在剛才的矩形波發生器基礎上加上積分運算電路就可以產生三角波。為了節約成本，實際運用中會把兩個RC環節合二為一。如下圖所示。

該電路還做了另外一個改變，滯回電壓比較器由反相輸入變為正相輸入。下面將由振蕩原理來分析這個問題。假設集成運放上電瞬間產生uo1>0，正反饋使up1增大，然后uo1進一步增大。由于積分運算電路是反相的，uo<0，也就是滯回電壓比較器輸入小于0，如果是反相輸入滯回電壓比較器，如圖所示

此時uo1>0,Ut>0，而積分運算電路持續輸出uo<0，使得滯回電壓比較器無法躍變。所以在uo1>0時Ut要小于0，即要使用正相輸入滯回電壓比較器。
電路分析：$up1=\frac{R1}{R1+R2}uo1+\frac{R2}{R1+R2}uo$，$uo1=\pm Uz$

令$up1=un1=0$得，$Ut=\pm \frac{R1}{R2}Uz$

$+Ut=\pm \frac{1}{R3C}Uz?\frac{2}{T}?Ut$，$T=\frac{4R1R3C}{R2}$

三角波發生電路準確來說是矩形波/三角波發生電路，三角波的峰峰值就是+Ut和-Ut，修改頻率時最好只修改R3，如果修改R1和R2會改變峰峰值。

三、鋸齒波發生電路

三角波發生電路中，三角波是由矩形波積分而來。如果矩形波高低電平積分速度不同，其中一邊的積分速度很快，三角波就變成了鋸齒波。電路如圖所示。

調節Rw到最上端和最下端可以輸出兩個不同方向的鋸齒波，R3是必不可少的小電阻。除了改變矩形波積分速度，還可以改變三角波的比例系數得到鋸齒波，如下圖所示。

原理是三角波上升時比例系數為1，下降時比例系數為-1。M是一個電子開關(一般是三極管)，低電平斷開，高電平閉合，這里用與三角波同頻率的矩形波控制。
當M斷開時，$up=\frac{R5}{R3+R4}ui=\frac{1}{2}ui$，$un=up$
$\frac{ui?un}{R1}=\frac{un?0}{R2}+\frac{un?uo}{Rf}$
化簡得，$uo=ui$
當開關閉合時，$un=up=0$，R2短路
$\frac{ui?0}{R1}=\frac{0?uo}{Rf}$ 化簡得，$uo=?ui$

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結語

那么以上就是本篇文章的所有內容了。
本文如果有什么不對的或者需要改進的地方歡迎指出。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的非正弦波发生电路的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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