70-信号产生及变换电路在线视频

大家好

今天我们来继续学习信号产生和

变化电路

前面呢我们已经由滞回电压比较

器得到了矩形波

发生电路有了矩形波之后

如何产生三角波

锯齿波

前面我们介绍过两种非常实用

的运算电路积分和微分电路

对了

矩形波经过积分电路以后呢可以

得到三角波

我们来看一下怎么样得到三角波

这个是我们前面讲的矩形波发生

电路

这个电路连成滞回比较的形式

电容充放电就会在输出端得到

高低电平的一个矩形波

如果我们将这个波形作为积分

电路的输入信号的话

我们就有可能得到三角波了

我们来看一下

假设uo1输出正UZ的话

那经过积分电路以后

IC就会反向积分

得到一个下降沿

如果是uo1为负UZ的时候

IC就会正向积分得到三角波的

上升沿

那么这样呢我们就在这样的一个

电压比较器和积分电路组合的

情形下

记得到了矩形波又可以得到三角

波

下面我们来看一下这个电路它的

具体构成

刚才呢我们在这个电路当中看到

了ICIC两个充放电的回路

对于我们设计一个电路来讲

像这样冗余的电路部分是不应该

存在的

第一个呢是从电路的稳定性角度

来考虑

它应该合并

另外一个呢从电路的性价比的

角度上来讲

这两个IC我们应该怎么

合并

呢这就是刚才我们见到的一个

这样的电路

这个电路跟刚才那个电路

一模一样的功能

只不过是我们看到了两个RC的

充放电回路合二为一

IC它既作为积分电路的充放电

电路

它也作为了电压比较器电路的

充放电回路

我们把它合二为一了

那我们来想想这个电路有哪个

地方跟上面的电路不太一样

呢上面的电路

呢uc它是作为电压比较器的

反向输入端的电电位来输入的

可是在这个电路当中

我们把C引回到了第一集运放的

同相输入端

为什么做这样一个改变呢

我们还是要看一下刚才那个电路

在这个电路当中

如果UO1为正UZ的话

那UC是正向充电的UC是上升

的

那我们也看到了呢C的正极性接

在了第一级预防的反相输入端

那么看下面那个电路如果是UO

1为正UZ的话正UZC的急性

是左正右负负引到哪里去呢

我们这个时候就不能够再引到

第一集运放的反相输入端了

而是应该引到他的同向输入端

这样的话呢才能保证这个电路跟

上面那个电路的功能是一样的

好

这个电路到底是怎么样工作的

呢我们来仔细的分析一下

第一集是一个矩形波发生电路

它的输出uo1不是正UZ就是

负UZ最后一集积分电路的输出

uo

它是下降反向积分的啊直线和正

向积分的一条直线

那我们具体来分析一下

UO1如果是正UZ积分电路的

输出

uo应该写成这个式子

在这个式子当中大写的UO表示

是他积分的初始值

那么这个呢就是反向积分它的

一个过程

如果说第一集又N1的输出是为

负UZ的话

第二集积分应该正向进行那uo

的表达式

应该是这样的

大写的UO初始值

这个是正向积分它的一个积分

过程

既然又O是反向积分正向积分

这种积分是不是可以无限制的

进行下去呢

这个地方是我们理解三角波发生

电路的一个难点

好

我们要注意了

看看UO这个uo刚才我们已经

写出来了

两个式子

如果说没有任何限制的话

这个积分反向正向反向正向它

可以不断地延续下去

可是我们想了uo

它是引回到了第一级电压比较器

的同向输入端来啦电压比较器的

第一集

我们看看这个第一级电压比较器

它的哟正表达式是什么

又证呢是由两个定位共同产生的

一个是uo1反馈到同向端产生

的一个电位是二一+2

二分之二一倍的uo1

再一个呢是第二级积分电路的

输出引回来产生的一个定位

那就是二一加R2分之啊二倍的

uo

那这两个合起来就是电压比较器

同向端产生的电位

电压变压器

我们看看反向输入端是为零伏

同向端的电位呢始终跟这个灵符

去比较

如果说U正等于U负等于0的话

那么输出的uo1高低电平就有

可能发生翻转

所以由此可见

呢当uo增长或者是下降的时候

它会影响第一级电压比较器同向

输入端的定位

如果是同向端的电位U正等于0

了

uo还在继续增长或者下降的话

它就会使得这个uo1发生高低

电平的翻转

我们来看一下到底UO增大到

多少

或者是下降到多少

会引起Ue的翻转

那U正等于0

如果UOE此时为正UZ的话

我们解出来UO反向积分它只能

达到2分之啊一倍的UZ再有

下降

呢第一集又O1就要正UZ变为

负UZ了

同样的当UOE等于负UZ的

时候

我们也可以求出来又O他正向

积分只能够达到啊二分之啊一倍

的UZ再用上升

那么第一集又有翻转uo1就要

从妇幼Z变为正UZ这个地方是

我们理解的一个关键

我们来梳理一下

第一级矩形波发生电路电源合闸

以后

有可能使得uo1输出获得一个

正UZ或者是一个负UZ假如说

获得了一个正UZ这个地方是正

UZ的话

UO它就会反向积分

积分下降下降降到

二二分之二一倍的UZ的时候

第一级的电压比较器就会发生

翻转

翻转以后正由Z变为复又Z了

负UZUO呢就会变成正向的

积分正向积分EO上升上升到正

的啊二分之二一倍的UZ的时候

呢第一集又要发生翻转

UOE就由负UZ变为正UZ好

我们用波形来看一下

第一集又O1

第二级是uo输出

假设某一个时刻电源给电合闸

uo1获得一个随机实证又Z政

右最下

C反向充电那就反向积分uo呢

应该是线性下降的

那我们看到又O是从零开始线性

下降降到负R二分之二一倍的U

Z到了这一点

如果还要这样的话

低级的电压比较器输出就会翻转

输出翻转右OE邮政UZ变为复

又Z那么看到UOE的波形呢是

高电平跳变为低电平了

这个时候C又变为正像充电

镜像充电的时候呢uo他就变为

了正向积分

也就是说他有线性上升

上升到正的二二分之二一倍的U

Z的时候

如果UO在要上升的话

第一集又会翻转

所以这个时候呢输出的uo依旧

由负UZ变为了正由ZUOE

变为正UZ再有循环往复C反向

充电再有正向充电

这样的话呢我们就得到了周期性

变化的矩形波和三角波

在这个分析当中

我们直接就可以看到矩形波输出

的幅值为UZ三角波输出的幅值

为R2分之啊一倍的UZ那么

频率是多少

呢或者说周期是多少

我们就可以来求一求啦周期

一个正向充电

一个反向充电就是为一个周期

因为我们的电路充放电回路常数

是一样的

所以呢它的宽度一样

我们就可以取其中一个充电过程

来算

这个时间怎么算呢

我们这个地方看到了有一个反向

积分的方程

初始值有2分之啊一倍的UZ啊

这是正向积分的一个初始值

哈二二分之二一倍的UZ到正的

二分之二一倍的UZ这是一个

充电过程

当然我们也可以算挣的

二二分之二一倍的UZ到

二分之二一倍的UZ这个这个

过程一样的时间一样带到这个

里面去算算出来

我们就可以得到周期

在就到就得到它的频率

啦这是我们就得到了三角坡

我们看到三角波的上升沿和下降

沿呢是对称的

那如果说我要让这个上升沿下降

沿不对称

得到具体多的话怎么办呢

也有我们以前讲过的方法

就是让C的正向充电和反向充电

的时间常数不一样

那我们就可以把电路呢变成这个

样子

啊C的正反向充电将电阻一分为

二

这个部分是由二极管来引导的

当RW变化的时候

呢正像充电和反向充电的时间

常数就不一样了

这样我们就得到了矩形波的占空

比不是50

那么输出的波形呢由三角波变成

了锯齿波

前面呢我们知道了矩形波经过

积分电路可以变到三角波

那我们还有哪一些其他的波形

变换电路

呢比如说正弦波要变方波如何去

变

对

拉过零电压比较器是最简单的

一种方式了

我们看一下

正弦波输入

经过过零电压比较以后

输出在零点翻转就得到了矩形波

那在如果是正弦波要变矩形波

呢也就是说我的高低电平的宽度

又不一样

怎么办

过零比较改为迟滞比较就可以

实现了

我通过设置两个阈值电压的值

可以得到任意站控比的矩形波

那在如果是我要把方波变为三角

波

呢这个就是我们刚才讨论过的

问题了

机身电路

反过来三角波变方波

呢那有的同学自然的就想到了

微分电路

对

微分电路可以实现这个变化

那我们也可以通过电压比较器

因为任意的波形输入

经过电压比较以后

输出都是方波

好了

经过前面的学习

呢大家就已经可以回去设计一个

最简易的函数性和发生器了

今天的课程就到这里

再见