运放实现方波三角波发生器-总结报告

方波三角波发生器:

三角波发生器-总结报告_zhjysx的博客-CSDN博客

阶梯波发生器:

运放实现阶梯波发生器-实验报告_zhjysx的博客-CSDN博客


目录

实验目的:

课程条件:

原理框图:

所需硬件模块原理:

1.滞回比较器

2.积分电路

电路图内硬件模块:

PDF文件:

Multisim


实验目的:

学习、理解、掌握由运算放大器构成的滞回比较器电路、积分电路,看懂电路图,分析方波三角波产生原理,计算波形频率、周期,通过对理论计算、仿真、测试增强对电路原理与实践的能力。

课程条件:

电脑仿真软件Multisim

原理框图:

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所需硬件模块原理:

1.滞回比较器

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工作原理:若输入电压Ui不断增大,当Ui>+UR,UO转为+VCC;

若输入电压Ui不断减小,当Ui<-UR,UO转为-VCC。

UR为阈值电压,计算公式为:

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于是可得:只要给Ui输入一个幅值能大于阈值电压的振荡电压,滞回比较器就能产生方波

若输入电压Ui为正弦波,输出方波:

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若输入电压Ui为三角波,输出方波:

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2.积分电路

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工作原理:输入电压Ui通过电阻R1产生电流IR,IR不断给电容充电,使得电容两端的电压持续上升

运放的负输入端电压为0V,输出电压UO的值等于负输入端电压-电容两端电压,即

即 UO= - UC

数值计算:

时间在t0-t内,积分电路公式推导:

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电路图内硬件模块:

滞回比较器的阈值电压就是其正输入端的电压值,负输入端的电压值称为比较电压

工作原理:将积分电路产生的三角波导入滞回比较器的正输入端,与其负输入端电压比较


阈值电压计算:

计算思路:由于UO2与UO1可以共同影响滞回比较器的阈值电压,因此计算阈值电压时需要用到叠加定理。先将UO2接地,计算在UO1影响下阈值电压的值,在将UO1接地,计算在UO2影响下阈值电压的值,最后将两个值相加就可以得到阈值电压。

计算流程:

1.先将UO2接地,计算在UO1作用下的正输入端电压UP1

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2.在将UO1接地,计算在UO2作用下的正输入端电压UP2

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3.最后将两个值相加可得阈值电压

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4.因为UO2等于±VCC,所以:

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三角波频率计算:

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滑动变阻器作用:

R3:

因为该电路图中,滞回比较器的负输入端接地,也就是比较电压为0V,

即该滞回比较器输出电压会在正输入端电压为0V时发生跳变。

令Up(正输入端电压)=Un(负输入端电压)=0  将其带入阈值电压公式并化简可得:

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从公式中可以看出当改变R3时,可以改变阈值电压,从而改变三角波的幅值

R8:

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根据三角波周期公式可得调节R8可以影响三角波频率


仿真结果

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PDF文件:

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Multisim

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