当前课程知识点：模拟电子技术基础(应用部分) > 第五周 > 8.18 三角波-方波发生电路 > 三角波-方波发生电路
有了矩形波 有了方波
如果我们加上积分电路
就可以构成三角波
所以下面我来讲三角波发生电路
从前面的一些知识上
我们已经知道
如果我们有一个方波
通过积分电路就可以得到三角波
就是下边这个电路
但是这个电路我们一看
它有冗余的部分
就是前面矩形波发生电路
或者方波发生电路有一个RC回路
而后边积分电路又有一个RC回路
在电子电路设计的时候
什么样的叫高手呢
就是能够达到同样的功能和性能
电路越简单说明这个设计者
水平越高
那么在这个电路里边
假如简单的用一种波形变换的方法
得到三角波
就使得电路有冗余的部分
这种设计就不是特别简明了
因此我们要想办法
把这两部分合并起来
实际电路将两个RC环节合二为一
那就变成这种样子
我们比较这两个电路它不太一样
这还是那积分电路
积分电路没有变化
而变化的是在滞回比较器这里
这个滞回比较器
和这边的滞回比较器去比较
看到它明显的区别
这边是一个同相输出的滞回比较器
这边是一个反相输入的滞回比较器
那么为什么这个滞回比较器
需要的是一个同相的呢
那我们不妨还从这个电路说起
这个电路演变成这个
是我们把RC这部分环节
把它去掉了
把积分电路既作为波形变换
又作为RC延时来使用的
那么在这个电路里边
它的工作过程 哪儿需要什么样的信号呢
那就是当这是一个正的UZ的时候
这是正向充电
这一点是逐渐升高的
而积分电路的输出是逐渐降低的
那么我要想用积分电路
它的延时的环节
去取代这个RC回路
这既然需要是升高的
那么我也可以从另外一个角度
如果我能降低同相输入端的电位
那么和反相输入端升高是一样的
也就是说我采用够用这个uO
去取代RC那部分电路所产生的变化
这就是为什么在这里
要用uO取代uC
就必须要改变它信号的输入端
那在这我们就可以看到
滞回比较器和积分电路
它们各自的输出
是另外一个电路的输入
它们首尾相接
而只有在这样的一种情况下
它才可能产生自激振荡
那对于这样一个电路
既有集成运放工作在线性区
也有集成运放工作在非线性区的电路
也就是说它比单个的电压比较器
和单个的运算电路要复杂一些
那么我们该怎么去分析它呢
我们仍然是化整为零
也就是以每一个集成运放
作为一个独立的单元
由它作为核心元件
看它构成什么样的电路
然后分析每一部分电路
它是什么功能
然后再把它们连接起来看
一起实现的是什么功能
最后做一些必要的估算
因此对于这个电路
我们就按照上面所说的
这样一个分析方法来分析它
在这个电路里边
左边是一个同相输入的滞回比较器
右边是一个积分电路
滞回比较器是以积分电路的输出
作为它的输入的
而积分电路是以滞回比较器的输出
作为它的输入的
所以它们两部分电路的输出
各自为另外一部分电路的输入
然后我们就求解滞回比较器
它电压传输特性的三个要素
输出电压高低电平
UOH = -UOL =
UZ
然后uI是作用于集成运放的
同相输入端的
然后我们就列出来uP1它的方程
它等于[R1/(R1 +
R2)]uO1 + [R
2/(R1+R2
)]uO
我们令uP1=uN1=0
因为uN1就是接地的
然后将uO1=±UZ代入
这样就可以求出它的阈值电压
阈值电压有两个
±uT=±(R1
/R2)UZ
于是这样我们就可以画出它的
电压传输特性来
所以大家可以看到
在我们判断出这是
一个滞回比较器的时候
我们就可以按照这样一种
很规范的步骤
就可以得到它的电压传输特性
它的电压传输特性知道了
我们再来看积分电路这一部分
这里面要注意
这个电压传输特性
它本身的输入是整个电路的输出
而它的输出就是uO1
下面我们再来看积分电路
积分电路是以uO1作为输入
uO是它的输出
写出它的式子来
uO就等于-[1/(R3
C)]uO1(t2 -
t1)
+UO（t1）时刻
那么为什么我们可以写成这样的式子呢
因为uO1在一个时间间隔里边
它要么是+UZ
要么是-UZ
是一个常量
所以我们才可以写出
这样一种线性积分的
这样的一个式子
但是这里要注意的
就是一定要加上uO的初始值
也就是在t1时刻的uO
好了 我们对两部分电路
进行了分析
知道了两个电路的输出
和它们各自输入之间的
这样的关系
我们就可以分析这个电路了
那么首先我们合闸通电
通常C上电压是0
然后设uO1上升
由于这是一个滞回比较器
有正反馈过程
所以uP1上升
使得uO1继续上升
直至uO1=UZ
我们叫这时候是第一暂态
而当它进入第一暂态的时候
这时候积分电路反向积分
随着时间的升高
uO下降
而一旦uO下降到-UT
那么uO1就从+UZ跃变
成为-UZ
进入第二暂态
进入第二暂态之后它不会稳下来
这时候积分电路又开始正向积分
那么随着时间的增长
uO上升
一旦uO过+UT
uO1就从-UZ
跃变成为+UZ
返回到第一暂态
所以这样就是积分器正向积分
然后进入反向积分
这时候我们看到这个输出
一会儿是第一暂态
一会儿是第二暂态
在它是第一暂态时
积分电路的变化
就产生了它会向第二暂态
变化的条件
而在第二暂态的时候
积分电路的变化
又孕育着电路向第一暂态变化的
这样的一个条件
于是两个暂态相互转换
没有停止的时候
除非你把闸拉掉 断电
那么这样的一个工作过程
就使得电路
两个暂态翻转
使得uO1是一个方波
而uO是一个三角波
因此严格的说这个电路
它应该是一个三角波和方波
同时发生的这样一个电路
所以有的文献管它叫
三角波—方波发生电路
那么在电路翻转的时候
这个uP1等于什么呢
我们从这可以看到
这个uP1一定是在过零的时候
才会使得这个输出产生翻转
好 下面我们来看它的波形
就应该是这样的
从这样一个滞回比较器
它的电压传输特性上
我们就能够了解到这一点
了解到什么呢
就是uO1它的幅值 就是在这我们可以看到
就是从+UZ变到-UZ
又从-UZ变化到+UZ
这是它的变化
然后我们再来看
说积分电路输出是怎么变化的呢
它是从-UT变成+UT
又从+UT变成-UT
但是它的变化不是跃变的
是渐变的
是线性变化
所以这里头的输出是一个三角波
于是我们又可以通过
这是一个T / 2
也就是1/2周期的变化的这个区域
我们就可以计算出它的时间
这是它的起始值是-UT
这是它终了值是+UT
然后它是线性的积分
线性变化的
列出式子来
就可以知道它的振荡周期
这就是它的振荡周期
知道了振荡周期
当然我们就知道了
它的振荡的频率
所以通过这样一个波形的分析
我们就知道了方波
它振幅是什么
三角波振幅是什么
然后它们振荡的周期是什么
从而得到振荡的频率
这个就是三角波发生电路
它的工作的原理
那么从这样一个电路
如果我们要求大家
做一些参数上的修改
来改变它们的振幅
和振荡的频率
我们该去改变哪些参数呢
首先我们uO1的振幅
改变uO1的振幅
它的办法就应该是调整它
输出的限幅电路
但是大家要注意
当我调整它限幅电路的时候
如果要求其它部分不要改变
那么你还应该合理的改变
这两个R1 R2电阻
从而使得积分电路
它的振幅别变
那么如果改变积分电路的振幅呢
实际我们可以改变
通过改变阈值电压
来改变它的这种振荡的幅值
那么如果我改变它振荡的频率呢
如果振幅不变我要改变它
振荡的频率
那我应该在什么地方改变呢
如果方波和三角波的振幅都不能变
那么R1和R2这个电阻
你就不应该变化
因为它会影响到三角波的振幅
因此你所能够变的是R3和C
所以我们在改变这个电路的参数
达到一些要求的时候
如果其它的参数不能变
你要特别注意
有的时候其它参数
要有相应的变化
才能换来这种不变
那我们就提出来
说如何调整三角波发生电路
它的振幅和频率呢
假如我们已经搭建成这个电路了
那么对于模拟电子电路
几乎没有一个电路一搭建
就是一个满足需求的
都需要实际的去调试它
那在这个电路里边
我问大家
究竟我应该先调节振幅
我还是应该先调节频率
那么怎么思考这个问题呢
从调整方便理性调整的
这样一个观点出发
我就应该是这样
当我调节好的振幅的时候
我再调频率
那个振幅应该不变
我经常说学生
我说你这调整方法叫做
瞎猫碰着死耗子的方法
也就来回来回调
终于成了很高兴
不是理性的调整
那么什么叫理性的调整呢
就是刚才我所说的
就是当我调整一个参数之后
再调整另外一个参数的时候
前一个参数应该是不变的
那么怎么去思考呢
我们就来看三角波的振幅
和它的振荡的周期
影响它们的因素
哪个多哪个应该后调
当我调整R1和R2的时
候
我就可以调整出来符合需求的
三角波的振幅
R1R2确定之后
我再通过调整R3和C
来让它达到设计的要求
这样的调节就叫做理性的调节
-7.1模拟电子技术基础（应用部分）概述
-7.2 由集成运放组成的运算电路概述
-7.3 反相输入比例运算电路
-7.4 同相输入比例运算电路
-7.5 反相求和运算电路
--反相求和运算电路
-7.6 同相求和运算电路
--同相求和运算电路
-实验一：单端输入双端输出电路
-7.7 加减运算电路
--加减运算电路
-7.8 关于比例及加减运算电路的讨论
-7.9 积分运算电路
--积分运算电路
-7.10 微分运算电路
--微分运算电路
-第一周作业
--第一周作业题
-EDA1 解一元多次方程
--解一元多次方程
-7.11 对数运算电路和指数运算电路
-7.12 模拟乘法器简介
--模拟乘法器简介
-7.13 模拟乘法器在运算电路中的应用
-实验二 正弦波电压倍频电路
-7.14 关于运算电路的讨论
-7.15 有源滤波器概述
--有源滤波器概述
-7.16 一阶低通滤波器
--一阶低通滤波器
-7.17 二阶低通滤波器
--二阶低通滤波器
-7.18 其它滤波器
--其它滤波器
-实验三 滤波电路的应用
--滤波电路的应用
-第二周作业
--第二周作业题
-8.1 正弦波振荡的条件
--正弦波振荡的条件
-8.2 正弦波振荡的组成及分类
-EDA2 正弦波振荡电路的起振和稳幅过程
-8.3 RC串并联选频网
--RC串并联选频网
-8.4 RC桥式正弦波振荡电路
-8.5 RC正弦波振荡电路的讨论
-实验四 正弦波振荡电路的测试
-8.6 变压器反馈式正弦波振荡电路
-8.7 电感反馈和电容反馈式正弦波振荡电路
-8.8 LC正弦波振荡电路的讨论
-第三周作业
--第三周作业题
-8.9 石英晶体正弦波振荡电路
-8.10 电压比较器概述
--电压比较器概述
-8.11 过零比较器
--过零比较器
-8.12 一般单限比较器
--一般单限比较器
-8.13 滞回比较器
--滞回比较器
-8.14 窗口比较器与集成比较器
-8.15 关于电压比较器的讨论
-8.16 常见非正弦波和矩形波发生电路的组成
-第四周作业题
-8.17 矩形波发生电路
--矩形波发生电路
-8.18 三角波-方波发生电路
-8.19 锯齿波发生电路和压控振荡电路
-EDA3 三角波发生电路->锯齿波发生电路->压控振荡电路的结构变化
-实验五 非正弦波发生电路的测试
-8.20 波形变换电路
--波形变换电路
-EDA4 波形变换电路的设计与实现
-8.21 信号转换电路
--信号转换电路
-8.22 关于信号转换电路的讨论
-9.1 概述
--概述
-9.2 变压器耦合功率放大电路
-第五周作业
--第五周作业题
-实验六 压控振荡电路的参数选择与调试
-9.3 OTL电路
--OTL电路
-9.4 OCL电路和BTL电路
-9.5 OCL电路最大输出功率及效率的估算
-9.6 OCL电路中晶体管的选择
-实验七 功放管及其散热器展示
-9.7 功率放大电路的讨论一（读图练习）
-9.8 功率放大电路的讨论二（电路的识别和故障分析）
-10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
-10.2 单相半波整流电路
--单相半波整流电路
-第六周作业
--第六周作业题
-EDA5 数字式仪表的设计与仿真
--数字式仪表的设计
-10.3 单相桥式整流电路
--单相桥式整流电路
-10.4 电容滤波电路
--电容滤波电路
-10.5 其它滤波电路
--其他滤波电路
-10.6 稳压电路的性能指标及稳压二极管
-10.7 稳压管稳压电路的工作原理和主要性能指标
-10.8 稳压管稳压电路的设计
-实验八 稳压管稳压电路的设计及实现
-10.9 串联型稳压电路的组成
-10.10 串联型稳压电路中调整管的选择
-第七周作业
--第七周作业题
-10.11 关于串联型稳压电路的讨论
-10.12 集成三端稳压器及其基本用法
-10.13 基准电压源三端稳压器及其基本用法
-实验九 稳压电源性能指标的测试
-10.14 关于线性稳压电源的讨论
-10.15 开关型稳压电路的特点和基本原理
-10.16 串联开关型稳压电路
-10.17 并联开关型稳压电路
-第八周作业
--第八周作业题
-调查问卷
-期末考试
