电压比较器与矩形波形发生器
比较电路与整形电路
′ 传输特性不再对称于纵轴， 可见： ′ 可见： U+ ≠ U+′ 传输特性不再对称于纵轴，
改变参考电压U 可使传输特性沿横轴移动。 改变参考电压UR，可使传输特性沿横轴移动。
∆ ∆ ∆ ∆
+ uo –
0
ui
-Uo(sat)
2R2 ′ 定义： 定义：回差电压 ∆ U = u+ − u′′ = UO(sat) + R2 + RF
C R6 – ∞ R3 uo1 R4 + + A1 R1 DZ –∞ + A2 + R5 ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ + uo –
R2
R2 R1 uo1 + uo = 0 当 u+1 = R1 + R2 R1 + R2
R2 R2 uo1 = − (± U Z ) 即当 uo = − R1 R1
输出 uo1 改变(+UZ 跃变到–UZ 或 –UZ 跃变到 +UZ)， 改变(+ 跃变到– (+U 同时积分电路的输入、输出电压也随之改变。 同时积分电路的输入、输出电压也随之改变。
o +Uo(sat)
u
o –Uo(sat)
UR u i
电压传输特性
+Uo(sat) UR o –Uo(sat)
uo
ui
ui
输入信号接在反相端 R1 + ui + UR R2 – – – + +
∞
UR
输入信号接在同相端 –Uo(sat) R1 ∞ uo – + + +Uo(sat) + + uo UR + ui R2 – o – –
矩形波发生器分析与测试
矩形波发生器分析与测试【摘要】本文详细介绍了矩形波发生器的工作原理、搭建与测试步骤、性能指标分析、应用场景探讨以及改进与优化方法。
通过对矩形波发生器进行全面的分析与测试，可以更深入地了解其在电子领域的应用和意义。
文章总结了矩形波发生器的特点和优势，展望了其未来的发展前景。
通过本文的阅读，读者可以对矩形波发生器有一个全面而深入的了解，为相关领域的研究和应用提供了重要参考。
【关键词】矩形波发生器、工作原理、搭建与测试步骤、性能指标、应用场景、改进与优化、总结、发展前景展望1. 引言1.1 矩形波发生器分析与测试矩形波发生器是一种常见的信号发生器，用于产生频率为f的矩形波信号。
在实际应用中，矩形波发生器的准确性和稳定性至关重要，因此需要进行分析和测试来确保其性能符合要求。
矩形波发生器的分析与测试是指对其工作原理、搭建与测试步骤、性能指标、应用场景以及改进与优化等方面进行深入研究和探讨。
通过对矩形波发生器的分析与测试，可以更好地了解其特点和优劣势，为进一步的应用和研究提供参考。
在本文中，将对矩形波发生器的工作原理进行详细解释，介绍其搭建与测试步骤，并分析其性能指标如频率稳定性、波形失真度等。
还将探讨矩形波发生器在各种应用场景中的实际应用，并提出改进与优化的建议。
通过本文的研究，可以对矩形波发生器的分析与测试有一个全面的了解，为未来相关领域的研究和发展提供重要参考。
2. 正文2.1 矩形波发生器的工作原理矩形波发生器是一种常见的信号发生器，其工作原理主要是通过一个集成电路或者其他电子元件实现将输入信号转换为一系列矩形波形的输出信号。
在实际应用中，矩形波发生器可以用来产生方波信号、脉冲信号等，通常用于数字电路中的时序信号产生、控制信号生成等方面。
矩形波发生器的工作原理可以简单描述为通过控制输入信号的高低电平以及占空比来控制输出信号的波形。
一般来说，矩形波发生器包含一个稳压电源、一个可变电阻、一个运算放大器以及一些电容电感等元件。
矩形波发生器分析与测试
矩形波发生器分析与测试
矩形波发生器是一种可以产生一个矩形波形的电路，它广泛应用在电子测量和通信等
领域。
本文将分析矩形波发生器的原理和测试方法。
1.原理
矩形波发生器的原理基于集成电路中的门电路。
门电路可以将输入信号进行逻辑操作，产生一个输出信号。
最常见的门电路有与门、或门、非门等。
矩形波发生器通常采用多个
门电路的组合，将输出信号进行筛选和调整，得到一个符合要求的矩形波形信号。
2.电路结构
矩形波发生器包括三个部分：信号源、时钟和输出信号处理电路。
信号源可以是一个
晶振、信号发生器或者其他稳定的信号源。
时钟电路可以是一个简单的555定时器电路，
也可以是多级分频电路。
输出信号处理电路可以采用不同的门电路组合，例如三态门、反
向器、与门等。
其中输出信号处理电路的设计最为关键，它决定了输出信号的质量和频率。
3.测试方法
矩形波发生器的测试需要借助示波器。
示波器可以显示矩形波形的幅度、周期、占空
比等参数。
测试步骤如下：
(1)将矩形波发生器和示波器连接，调节示波器的输入通道。
(2)打开矩形波发生器并调节参数，使输出信号符合要求。
(3)观察示波器的显示，记录矩形波形的幅度、周期和占空比等参数，与理论值进行
比较。
(4)反复测试，确定输出信号的稳定性和可靠性。
4.总结
矩形波发生器是一种重要的电子测量仪器，广泛应用于通信、自动化等领域。
正确理
解其原理和结构，掌握测试方法，对于提高其质量和可靠性具有重要意义。
比较器波形发生器
UZ
-UZ
0 -UZ
t
[例2]
第8章 8.2
电路传输特性如图所示，已知uI波形画出uO波形。
9
uo
UT=±3V
uI
3 0 -3 9 0 -9
t
-3
0
3
uI
uo
-9
t
与单限比较器相比抗干扰能力较强。
[例3] 根据已知电压传输特性设计一个电压比较
器，要求所用电阻在20~100k之间。
第8章 8 2
uo
6
解： ui
根据传输特性可以判断出信号从同相端 输入, uo= ±6V, UT1 =3V ,UT2 = -3V。 R1
+
R A
uo
-3
0
3
ui
R2
±6V
-6
R2 R1 uP uI uO uN 0 R1 R 2 R1 R 2 R1 1 可选R1=50k R1 UT UZ 3V R 2 R2=100 k 2 R2
R1
同相输入端电位：
阈值电压：
R1 uP UZ R1 R 2
R1 UT UZ R1 R 2
电压传输特性： 当uI < -UT 时，存在 uN < uP ， 则uo = +UZ 。
只有当uI增大到+UT ，再增加一 个无穷小量， uo才会从+UZ跃 变到-UZ 。 当uI >+UT 时，存在uN>uP ，则
第8章 8 4
8.3.5 集成函数发生器简介
ICL8038是可以同时产生方波、三角波和正弦波的专 用集成电路。 ICL8038 的引脚图
第8章 8 2
波形发生器
波形发生器波形发生器是一种能够产生各种形式波形的仪器，通常用于电子测试与测量、通信等领域。
它能够产生各种波形，如正弦波、方波、脉冲波、锯齿波、三角波等，并可调节波形的频率、幅度、相位等参数。
在电子测试与测量中，波形发生器是一种非常重要的仪器。
本文将从波形发生器的原理、种类、应用等角度进行介绍。
一、波形发生器的原理波形发生器的原理是利用放大器和反馈电路实现的。
当输入稳定的DC偏置电压时，电路输出一个稳定的幅值和频率的信号波形。
根据不同的反馈电路，波形发生器的输出波形也会不同。
例如，正弦波的反馈路径为RC电路，三角波的反馈路径为反向绝缘栅极场效应晶体管，方波的反馈路径则为比较器等等。
二、波形发生器的种类1. 标准波形发生器标准波形发生器是目前最常见的一种波形发生器。
它能够产生多种波形，例如正弦波、方波、三角波、脉冲波等，并可调节波形的频率、幅度和相位等参数。
2. 函数波形发生器函数波形发生器不仅能够产生标准波形，还能够产生各种复杂的波形。
它通常配备了一个键盘和一块屏幕，可以通过键盘输入各种复杂的波形公式，通过程序控制产生相应的波形。
3. 数字波形发生器数字波形发生器是一种数模混合波形发生器，它采用数字方式产生波形，并将数字信号转换成模拟信号输出。
与传统的模拟波形发生器相比，数字波形发生器具有高精度、高稳定性、高精度等优点。
三、波形发生器的应用波形发生器广泛应用于电子测试与测量、通信、自动化等领域。
以下是波形发生器的主要应用：1. 信号发生器：波形发生器能够产生各种形式的信号波形，如正弦波、方波、脉冲波、锯齿波、三角波等。
这些信号波形可以用于信号生成器，如用于测试、调制解调等。
2. 测试系统：波形发生器可以与其他测量仪器一起组成测试系统。
例如，它可以与示波器或频谱仪等一起使用，用于测试和分析信号波形的性质和特征。
3. 通信系统：波形发生器能够产生各种信号波形，如数字信号、模拟信号、调制信号等，这些信号波形可以用于通信系统中。
定时器产生三种波形发生器
定时器产生三种波形发生器文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]目录摘要各种电器设备要正常工作，常常需要各种波形信号的支持。
电器设备中常用的信号有正弦波、矩形波、三角波和锯齿波等。
在电器设备中，这些信号是由波形产生和变换电路来提供的。
波形产生电路是一种不需外加激励信号就能将直流能源转化成具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流能量输出电路，又称为振荡器或波形发生器。
在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
波形发生器通过与波形变换电路相结合，它能产生正弦波、矩形波、三角波和阶梯波等各种波形，能满足现代测量、通信、自动控制和热加工、音视频设备及数字系统等对各种信号源的需求。
例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。
在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器等。
关键字：方案确定、参数计算、信号、发生器等。
第一章方案提出三种波形都是比较简单且常见的波形，产生的方法由很多种，可以先产生方波，然后得到三角波和正弦波，也可以先得到正弦波，然后翻过来再输出另外两种波形;可以用集成芯片，同时也可以用运用各种元器件来实现振荡电路。
（1）利用专用直接数字合成ＤＤＳ芯片的函数发生器。
（2）可以选用专门的函数信号发生器，如8038（3）由555定时器所构成的多谐振动器产生方波, 方波经过积分器的作用产生三角波，三角波在经过差分放大电路的非线性转换为正弦波。
比较以上几种方案：（1）方案比较简单同时也能产生任意波形并达到很高的频率。
但成本较高。
（2）它们虽然能够甚好的实现波形的产生但是功能较少，太单一。
比较器和波形发生器
UREF R N
8
R3
uO
传输特性 uO UZ
uI
P
UZ
R2
R1
uPuIRR11URZ2R2
状态翻转时，uP = uN = UREF
若 UREF = 0
则UT
UZR2 R1
U R Z 2 U T
R1 比较器和波形发生器
UT O UT+ uI
UZ
即uIR1UZR2 R1R2
UREF
U = UT+ UT
比较器和波形发生器
当UC＜UB＜UA时，Ｕ01、Ｕ
+18V
02均为高电平，三色发光二 极管(LED)呈橙色，说明所
RP3
1k
RP1 UA 5
1k
8
∞ 7 R1100k
LED
测稳压管符合要求。
R3
A1 uo1
绿
200
6
UB LM393
当UB＞UA＞UC时，Ｕ01为低 电平，Ｕ02为高电平，LED VZ 呈红色，说明所测稳压管稳
比较器和波形发生器
2)传输特性
uI R
8
R3
uO
uO UZ
上门限
UREF
P
R2
R1
UZ
O
下门限
当 uI 逐渐增大时
UZ
只要 uI < UT+ ，则 uO = UZ
UT UT+ uI
U
回差
电压
一旦 uI > UT+ ，则 uO = UZ
U = UT+ UT
当 uI 逐渐减小时
特点：
只要 uI > U T ，则 uO = UZ 一旦 uI < UT ，则 u = U O Z 比较器和波形发生器
矩形波
脉宽可调型矩形波发生器1．原理图：脉宽可调矩形波发生电路由图可见，集成运放与电阻R1、R2组成滞回比较器，将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端，即组成矩形波信号发生器。
电路中的R和C组成积分电路，将滞回电压比较器输出的矩形波信号，转换成三角波信号输入滞回电压比较器的输入端，驱动滞回电压比较器产生矩形波信号输出。
图中的稳压管VDz和电阻R3的作用是钳位，将滞回比较器的输出电压限制在稳压管的稳定电压值+Uz或-Uz。
电位器R P用来调节输出信号的占空比即脉宽。
二极管VD1和VD2的作用是改变充、放电电路的时间常数，实现脉宽可变的目的。
2．工作原理：(1)设某个瞬间电路的输出电压为+Uz，此时滞回比较器的门限电压为UTH2，输出信号经电阻R对电容C充电，充电信号的波形如右图（a）所示。
当该电压上升到UTH2时，电路的输出电压变为-Uz，门限电压也随着变为UTH1，电容C经电阻R放电，放电信号的波形如右图（a）所示。
当该电压下降到UTH1时，输出电压又回到+Uz，电容又开始充电的过程，周而复始输出矩形波信号。
(2)振荡周期：当输出信号为+Uz时，二极管D1通、D2断，输出信号经电位器RP的上半部，二极管D1和电阻R对电容C充电；当输出信号为-Uz时，二极管D2通、D1断，电容C经电阻R、二极管D 2和电位器RP的下半部放电。
充放电时间分别为1T、2T。
输出波形1121222('')ln(1)2(')ln(1)p p R T R R C R R T R R C R =++=++ 其振荡周期为：11222(2)ln(1)p R T T T R R C R =+=++该电路的工作波形图如图所示。
优点：本电路操作简单，仅改变变位器划片的位置就可以实现对脉宽和占空比的控制； 缺点：只可以改变占空比，不可以改变周期，所以不可以将脉宽加宽到很大。
3.感想：通过课程设计，我对矩形波发生电路有了更深一层的了解，它使我将在课堂上学的理论知识与实际相结合，懂得矩形波脉宽调节可以通过调节电容的充放电来实现。
集成运放电路试题及答案
集成运放电路试题及答案第三章集成运放电路⼀、填空题1、（3-1，低）理想集成运放的A ud= ，K CMR= 。
2、（3-1，低）理想集成运放的开环差模输⼊电阻ri= ，开环差模输出电阻ro= 。
3、（3-1，中）电压⽐较器中集成运放⼯作在⾮线性区，输出电压Uo只有或两种的状态。
4、（3-1，低）集成运放⼯作在线形区的必要条件是___________ 。
5、（3-1，难）集成运放⼯作在⾮线形区的必要条件是__________，特点是___________，___________。
6、（3-1，中）集成运放在输⼊电压为零的情况下，存在⼀定的输出电压，这种现象称为__________。
7、（3-2，低）反相输⼊式的线性集成运放适合放⼤ (a.电流、b.电压) 信号，同相输⼊式的线性集成运放适合放⼤ (a.电流、b.电压)信号。
8、（3-2，中）反相⽐例运算电路组成电压（a.并联、b.串联）负反馈电路，⽽同相⽐例运算电路组成电压（a.并联、b.串联）负反馈电路。
9、（3-2，中）分别选择“反相”或“同相”填⼊下列各空内。
（1）⽐例运算电路中集成运放反相输⼊端为虚地，⽽⽐例运算电路中集成运放两个输⼊端的电位等于输⼊电压。
（2）⽐例运算电路的输⼊电阻⼤，⽽⽐例运算电路的输⼊电阻⼩。
（3）⽐例运算电路的输⼊电流等于零，⽽⽐例运算电路的输⼊电流等于流过反馈电阻中的电流。
（4）⽐例运算电路的⽐例系数⼤于1，⽽⽐例运算电路的⽐例系数⼩于零。
10、（3-2，难）分别填⼊各种放⼤器名称（1）运算电路可实现A u＞1的放⼤器。
（2）运算电路可实现A u＜0的放⼤器。
（3）运算电路可将三⾓波电压转换成⽅波电压。
（4）运算电路可实现函数Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均⼤于零。
（5）运算电路可实现函数Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均⼩于零。
11、（3-3，中）集成放⼤器的⾮线性应⽤电路有、等。
12、（3-3，中）在运算电路中，运算放⼤器⼯作在区；在滞回⽐较器中，运算放⼤器⼯作在区。
电压比较器与矩形波形发生器
电压比较器与矩形波形发生器一、实验目的（1）了解电压比较器的工作原理并熟悉迟滞比较器的原理和功能。
（2）学习用集成运算放大器组成矩形波发生器的工作原理。
（3）掌握集成运算放大器的基本应用，为综合应用奠定基础。
（4）进一步熟悉仿真软件的应用。
二、实验原理及电路在熟悉放大器的基本运算的基础上了解由运放组成的电压比较器和占空比可调的矩形波形发生器。
1.电压比较器电压比较器是用来比较两个电压大小的电路，输入信号为模拟电压，输出信号一般只有高电平和低电平两个稳定状态的电路。
利用电压比较器可以将各种周期性信号转换成矩形波形，通常用于越限报警，模数转换和波形变换等场合。
比较器电路中的运放一般工作在开环或正反馈条件下，运放的输出电压只有正和负两种饱和值，即运放工作在非线性状态。
在这种情况下，运放输入端“虚短”的结论不再适用，但是“虚断”的结论任然可用（由于运放的输入电阻很大）。
其满足如下关系：当时,（低电平）当时 , （高电平）（a）具有迟滞特性的过零比较器的电路图(b) 具有迟滞特性的过零比较器的传输特性常用的幅度比较器有过零比较器（如上图），具有滞回特性的过零比较器和双线比较器（又称窗口比较器）。
这里主要认识一下迟滞比较器。
反相迟滞比较器电路如下图所示，其中将反馈到运放的同相端与一起构成正反馈。
其工作原理为：当幅度改变时，A点的电压也将随之改变。
若为正则当后，即，即由正变负。
此时A点的电压也变为负值，为一，只有当下降到此值以下时。
才能使再度回到高电平。
于是可得图（b）所示的迟滞特性。
与的差值称为回差，改变即可以改变回差的大小。
反相迟滞比较器2．波形产生电路下图是由集成运算放大器构成的输出脉冲宽度可调的矩形波发生器。
（c）宽度可调的矩形波形发生器电路图设接通电源后输出电压二极管导通，截止，向C充电，充电时间常数为当电容两端电压略大于同相输入端电压时，输入电压跳变为-，二极管截止，导通，电容经向输出端放电，放电时间常数为当略小于时，输出电压跳变为+。
三种波形发生器电路说明
三种波形发生器电路
一、产品说明
三种波形发生器以集成运算放大器LM324为核心，分别与周围元件构成了电压比较器，积分电路及电压放大器，最终可以有选择性地输出矩形波、三角波和正弦波三种常见的函数波形，具有电路简单、波形形状典型、稳定的特点。
使用仪器设备对波形的测量方便、准确，是学会用仪器设备对电路进行测量与调试的一款实用型电路。
二、简单原理说明
1、由A1组成的电压比较器输出端（7脚）把输出信号经R3、R1反馈到输入端（5脚），形成正反馈电路。
A2的输出端（8脚）的输出信号经R2同样输入到A1的输入端，控制A1的工作状态，由于在A1的输出端接有双向稳压二极管VS进行限幅，所以TP1的波形为矩形波。
2、由A2、C1和相关元件组成的积分电路，对输入的矩形波进行积分运算，输出（TP2）三角波。
RP1可以改变积分电路的充放电时间，从而改变三角波的频率。
3、A2输出的三角波经R7、C2和R8、C3组成的高通滤波器滤除高频谐波，输出（TP3）正弦波。
4、当S4与不同的触点接通时，将给由A3及周围元件组成的电压放大器输入不同的波形，输出也就得到了不同的波形。
RP2可调节波形输出幅度，RP3和R9用于限制最大和最小输出波形幅度。
电路供电电压为直流±12V。
矩形波发生电路
矩形波发生电路一、电路组成及工作原理因为矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化，即产生周期性变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。
电路组成：如图所示为矩形波发生电路，它由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。
RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。
电压传输特性如图所示。
工作原理：★设某一时刻输出电压u O=+U Z，则同相输入端电位u P=+U T。
u O通过R3对电容C正向充电，如图中箭头所示。
反相输入端电位u N随时间t增长而逐渐升高，当t趋近于无穷时，u N趋于+U Z；★一旦u N=+U T，再稍增大，u O就从+U Z跃变为-U Z，与此同时u P从+U T跃变为-U T。
随后，u O又通过R3对电容C放电，如图中箭头所示。
★反相输入端电位u N随时间t增长而逐渐降低，当t趋近于无穷时，u N趋于-U Z；一旦u N =-U T，再稍减小，u O就从-U Z跃变为+U Z，与此同时，u P从-U T跃变为+U T，电容又开始正向充电。
上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。
二、波形分析及主要参数由于矩形波发生电路中电容正向充电与反向充电的时间常数均为R3C，而且充电的总幅值也相等，因而在一个周期内u O=+U Z的时间与u O=-U Z的时间相等，u O 为对称的方波，所以也称该电路为方波发生电路。
电容上电压u C和电路输出电压u O 波形如图所示。
矩形波的宽度T k与周期T之比称为占空比，因此u O是占空比为1/2的矩形波。
利用一阶RC电路的三要素法可列出方程，求出振荡周期振荡频率f=1/T。
调整电压比较器的电路参数R1、R2和U Z可以改变方波发生电路的振荡幅值，调整电阻R1、R2、R3和电容C的数值可以改变电路的振荡频率。
矩形波发生器分析与测试
矩形波发生器分析与测试矩形波发生器是一种能够产生矩形波形输出信号的电子设备。
这种设备有多种应用领域，比如在电子音乐乐器中用来产生不同音调的声音信号，或者在数字电子系统中用来产生时钟脉冲等。
本文将对矩形波发生器的原理进行分析，并进行相关测试实验，以便更深入地了解这种设备的工作原理和性能特点。
一、矩形波发生器的原理矩形波发生器是一种能够产生矩形波形输出信号的电路。
它基本上是一个可变频率的方波发生器，能够生成不同频率和占空比的矩形波形信号。
矩形波发生器的基本原理是利用比较器和集成电路内部的反馈电路来实现。
比较器是一种电子设备，能够比较两个电压信号的大小，并输出一个高电平或低电平的逻辑信号。
集成电路内部的反馈电路能够将比较器输出的信号进行反馈处理，从而产生稳定的方波信号输出。
在矩形波发生器中，常用的集成电路包括555计时器、可编程逻辑器件（如FPGA）等。
这些集成电路能够通过外部电路的控制来改变其输出信号的频率和占空比，从而实现矩形波发生器的功能。
为了验证矩形波发生器的性能和稳定性，我们进行了一系列的测试实验。
我们使用示波器对矩形波发生器的输出信号进行了观测和分析。
接下来，我们对矩形波发生器的频率和占空比进行了调节，并记录了相应的实验数据。
1. 输出信号的观测和分析我们将矩形波发生器的输出信号接入示波器，并改变其频率和占空比，观察并记录了相应的波形图和实验数据。
通过观测波形图，我们可以清晰地看到矩形波发生器的输出信号特性，比如波形的上升时间、下降时间、周期等参数。
我们还对输出信号进行了频谱分析，以便更全面地了解矩形波发生器的频率响应特性。
通过频谱分析，我们可以得到输出信号的主频率和谐波分量等信息，从而判断矩形波发生器的频率稳定性和谐波失真情况。
2. 频率和占空比的调节实验我们通过改变矩形波发生器的电路参数和控制信号，来调节其输出信号的频率和占空比。
通过实验测试，我们记录了不同频率和占空比下的输出信号波形图和实验数据，然后对比分析了各组数据的差异和规律。
模电第7.7 正反馈应用一------电压比较器
RF R2 u U REF uO R2 RF R2 RF
uO
+UZ UT+ UT-
O
- UZ
uI
比较器有两个不同的门限电平， 故传输特性呈滞回形状。
单运放弛张振荡器电路及波形1电路组成积分器迟滞比较器419addyourtextuouoh以指数规律上升并趋向uoh时输出状态由高电平跳变到低电平uol记为高门限电压uththohohccohohol时电容开始放电后又反充电u以指数规律下降并趋向uol
(4-1)
7.7 正反馈应用一------电压比较器
1.
过零比较器
① Ur＝0
② UOH＝＋ UOM， UOL＝－ UOM uI > 0 时 uO ＝－UOM uI < 0 时 uO ＝＋ UOM ③ 跃变方向 uI单调增加过Ur（=0）时 uO由+UOM↓→UOM
(4-6)
（1）三要素
(2)应用：正弦波→矩 形波
运放uI 同相输入时，传输特性？ uI
(c) UR＝0
－U OL
(c) U ＝0
(4-8)
单限比较器的作用：检测输入的模拟信号是否达到 某一给定电平。 缺点：抗干扰能力差。
解决办法：采用具有滞 回传输特性的比较器。
存在干扰时单限比较器的 uI、uO 波形
(4-9)
7.7.3 滞回比较器
1、概述
(4-10)
（1）迟滞比较器电路形式
R′ ui － C ＋ R2 Uf R1 VZ1 VZ2 (a ) R uo
矩形波发生器 ua741
反馈网络反馈系数
• 可见，当ω=ω0=1/RC或f=f0=1/2πRC时，幅频响应有最 大值为Fvmax=1/3，此时为相频响应。在调节R和C的参 数时，可实现频率谐振；在频率谐振的过程中，电路不会 停止振荡，也不会使输出幅度改变。因此，该选频网络决 定信号发生器的输出信号频率。
2.矩形波转换器
实验三、矩形波发生器
一 实验要点和步骤
实验要求:
课题：矩形波信号发生器的设计 设计要求 ：F=250Hz.,输出峰峰值=10v,占空比可调。
我们的设计方案
采用软件：pspice 9.1 DXP2004 设计思路: 首先通过RC正弦波产生电路及选频网络产生频率可调的正弦信号，然后通 过电压比较器将正弦信号转换成同频率的方波信号。最后，接调幅网络后
即可输出幅度、频率可调的方波
参考资料；模拟电子技术基础 第九章
设计可分为RC振荡及选频网络、电压比较器产生 方波、uA741放大三个模块 。
设计过程图
RC正弦波 振荡电 路及选 频网络
正弦波
电压比 较器
矩形波
正弦输出
矩形波 输出
1. RC振荡及选频网络
•
正弦波振荡电路在没有加输入信号的情况下， 依靠电路自激振荡而产生正弦波输出电压的电路。 • 正弦波振荡电路的组成及分类 放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡过程，使 电路获得一定幅值的输出量。 • 选频网络：确定电路的振荡频率使电路产生单一频率 的振荡。 • 正反馈网络：使放大电路的输入信号等于反馈信号。 稳幅环节：使输出信号幅值稳定。
•可见，当调节RW和R1就可以改变占空比。
ห้องสมุดไป่ตู้ 原件清单
pspice仿真原理图
pspice仿真结果
电压比较器 波形发生器
检查示波器初态位置(注意标圈处)
释放
X触发 触发
释放
释放
X校准 校准
释放
Y1校准
释放
Y2校准
实验2.4 集成运算放大器应用 实验 （Ⅲ）
──电压比较电路 电压比较电路
一、实验目的 • 熟悉单门限电压比较器、 熟悉单门限电压比较器、迟滞比较器的电路 组成特点。 组成特点。 • 了解比较器的应用及测试方法。
KΩ 100 KΩ
R1
±Vz
（± ８V）
10kΩ 10kΩ
2-5-3 方波发生器
2-5-1 RC正弦波发生器 正弦波发生器
实验2.6 集成运放的综合设计应用 实验 ——三角波电路 三角波电路
一、实验目的 二、原理说明 三、实验内容 1.按设计电路接线 2.电路调试 (1)调节两个电位器,同时观察方波和积分输出 波形,当波形不满足设计条件时要修改元件 参数。 (2)调节三角波幅值为±2V，周期2ms,画出方 波输出UO1和积分输出UO2对应的波形图。
（ b） 画 过 零 比 较 器 波 形 图 ） 反相输入过零比较器比较器
2.迟滞比较器
ui(V) i(V) R3
ui
10 KΩ Ω 上限门 上限门 VT+ 下限门 下限门 VT－
－
∞ R4 ＋
▲ t
uo
0 ▲ uo(V) uo(V)
＋ R2 100 KΩ Ω R1
1 KΩ
10 KΩ Ω
±Vz （±８V ） 0
二、原理说明和实验内容
1. RC正弦波发生器 正弦波发生器
RP
左移← 左移
100kΩ 100kΩ
→右移 右移
f=1/(2πRC)
方波发生器资料
方波发生器资料方波发生器是一种电子设备，用于产生方波信号。
方波信号是一种特殊的周期性信号，其波形为高电平和低电平交替出现的矩形波形。
方波信号广泛应用于电子实验、通信、音频设备等领域。
一、方波发生器的工作原理方波发生器通常由以下几个主要部分组成：振荡电路、比较器、反相器和输出缓冲器。
1. 振荡电路：方波发生器的核心部分，用于产生基准频率的振荡信号。
常见的振荡电路有RC振荡器、LC振荡器和晶体振荡器等。
2. 比较器：将振荡电路产生的振荡信号与一个参考电平进行比较。
当振荡信号的电压高于参考电平时，输出高电平；当振荡信号的电压低于参考电平时，输出低电平。
3. 反相器：用于将比较器输出的信号进行反相处理。
当比较器输出高电平时，反相器输出低电平；当比较器输出低电平时，反相器输出高电平。
4. 输出缓冲器：用于放大和驱动方波信号，使其能够输出到外部设备或电路中。
二、方波发生器的应用方波发生器在电子实验和工程中具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 信号发生器：方波发生器可以作为一个简单的信号发生器，用于产生特定频率和幅度的方波信号，用于测试和调试电子设备。
2. 时钟电路：方波发生器可以用作时钟电路的基准信号源。
时钟电路在数字系统和通信系统中起着关键的作用，用于同步和控制各个模块的运行。
3. 脉冲调制：方波发生器可以用于脉冲调制技术中。
脉冲调制是一种将模拟信号转换为数字信号的技术，常用于通信系统和数字音频设备中。
4. 实验教学：方波发生器常用于电子实验教学中，用于演示和研究方波信号的特性和应用。
三、方波发生器的性能指标选择方波发生器时，需要考虑以下几个性能指标：1. 频率范围：方波发生器应具有较宽的频率范围，以满足不同应用的需求。
2. 频率稳定性：方波发生器应具有良好的频率稳定性，以保证输出信号的准确性和稳定性。
3. 输出幅度：方波发生器应具有可调的输出幅度，以适应不同电路和设备的需求。
4. 上升时间和下降时间：方波发生器应具有较短的上升时间和下降时间，以保证方波信号的快速切换和较高的频率响应。
矩形波发生器工作原理
矩形波发生器工作原理矩形波发生器是一种能够产生矩形波形信号的电路或设备。
矩形波形是一种特殊的周期性波形，其特点是在一个周期内信号电平会在高电平和低电平之间快速切换。
矩形波发生器常用于各种电子设备和实验中，如数字电路测试、通信系统、音频信号处理等。
矩形波发生器的工作原理如下：1. 电压比较器：矩形波发生器的核心部件是电压比较器。
电压比较器是一种能够比较两个电压大小的电路，输出电压取决于输入电压的大小关系。
在矩形波发生器中，电压比较器用于将输入信号与参考电压进行比较。
2. 反馈网络：为了实现周期性的矩形波形输出，矩形波发生器通常会采用反馈网络。
反馈网络将比较器的输出信号反馈给其输入端，使得比较器能够持续地产生矩形波形信号。
3. RC电路：在矩形波发生器中，RC电路常用于控制输出信号的上升时间和下降时间，以及波形的频率。
通过选择合适的电阻和电容数值，可以调整输出矩形波形的占空比和频率。
矩形波发生器的工作过程如下：1. 初始状态：假设初始时刻电压比较器的输出为低电平，即输出信号为0。
2. 输入信号上升：当输入信号的电压超过参考电压时，电压比较器的输出会发生变化，从低电平切换到高电平。
这时，反馈电路将高电平信号反馈给电压比较器的输入端，使得电压比较器的输出保持高电平状态。
3. 输入信号下降：当输入信号的电压低于参考电压时，电压比较器的输出会再次发生变化，从高电平切换到低电平。
反馈电路将低电平信号反馈给电压比较器的输入端，使得电压比较器的输出保持低电平状态。
4. 反复循环：根据输入信号的周期性变化，电压比较器会不断地在高电平和低电平之间切换，从而产生周期性的矩形波形信号。
通过调整RC电路的参数，可以改变矩形波形的频率和占空比。
总结：矩形波发生器通过电压比较器、反馈网络和RC电路的协同工作，能够产生周期性的矩形波形信号。
电压比较器用于比较输入信号和参考电压的大小关系，反馈网络将比较器的输出信号反馈给输入端，实现波形的持续输出。
模拟电子技术(西电第三版)第4章 差动放大电路与集成运算放大器
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实图4.1 LM741的管脚排列及序号 (a) 外引脚排列顺序；(b) 符号
5
2. 负反馈的引入 由第3章可知，放大器引入负反馈后，可以改善很多性 能。集成运放若不接负反馈或接正反馈，只要有一定的输入 信号(即使是微小的输入信号)，输出端就会达到最大输出值 (即饱和值)，运放的这种工作状态称为非线性工作状态。非 线性工作状态常用在电压比较器和波形发生器等电路中，这 里暂不考虑。集成运放引入负反馈后，就可工作于线性状态。 线性状态时，输出电压Uo与输入电压Ui之间的运算关系仅取 决于外接反馈网络与输入端的外接阻抗，而与运算放大器本 身参数无关。这一点大家在实训中要充分体会。
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3. 反相比例运算电路 依外接元件连接的不同，集成运放可以构成比例放大、 加减法、微分、积分等多种数学运算电路。本实训只进行其 中一种运算——反相比例运算的练习。 反相比例运算电路如实图4.2所示。输入信号Ui从反相 输入端输入，同相输入端经电阻接地。这个电路的输出与输 入之间有如下关系：
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即输出电压与输入电压成比例，比例系数仅与外接电阻Rf、 R1有关，与运放本身的参数无关。同相端所接R2、R3称为平 衡电阻，其作用是避免由于电路的不平衡而产生误差。
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图 4.1.9 加调零电位器的差动放大器 (a) 射极调零；(b) 集电极调零
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例4.1.2 图4.1.10(a)为带恒流源及调零电位器的差动 放大器，二极管VD的作用是温度补偿，它使恒流源IC3基本 不受温度变化的影响。设UCC=UEE=12 V，Rc=100 kΩ， RP=200 Ω，R1=6.8 kΩ，R2=2.2 kΩ，R3=33 kΩ，Rb= 10 kΩ，UBE3=UVD=0.7 V，各管的β值均为72，求静态时的 UC1，差模电压放大倍数及输入、输出电阻。
multisim矩形波发生器电路
multisim矩形波发生器电路1. 矩形波发生器是一种电路，它能够产生具有固定高电平和低电平的方波信号。
这种信号的特点是在高电平和低电平之间快速切换。
在Multisim软件中，我们可以使用多种元件和技术来构建矩形波发生器电路。
2. 首先，我们需要选择一个适当的集成电路（IC）来实现矩形波发生器。
常见的选择是555定时器IC。
这个IC具有内部的比较器和放大器，可以产生方波信号。
将555定时器IC拖放到Multisim的工作区。
3. 下一步是连接电源和接地引脚。
555定时器IC需要电源电压供应，一般为5V。
我们将正极连接到VCC引脚，负极连接到地引脚，这样就为IC提供了电源。
4. 然后，我们需要连接一个电阻和一个电容来设置矩形波的频率。
将一个电阻连接到IC的2号引脚，将一个电容连接到IC的6号引脚。
这个电阻和电容的组合将决定矩形波的频率。
5. 接下来，我们还需要连接一对电阻和电容，以设置矩形波的占空比。
将一个电阻连接到IC的7号引脚，将一个电容连接到IC的6号引脚。
这个电阻和电容的组合将决定矩形波的高电平时间和低电平时间。
6. 此外，我们还需要连接一个电阻和一个电容来控制555定时器IC的触发和复位功能。
将一个电阻连接到IC的4号引脚，将一个电容连接到IC的8号引脚。
这个电阻和电容的组合将决定矩形波的触发和复位时间。
7. 最后，我们需要连接一个输出引脚，以将矩形波信号输出到其他电路或设备。
将一个导线连接到IC的3号引脚，然后将其连接到需要接收矩形波信号的电路或设备。
8. 当我们完成了以上步骤后，我们可以点击Multisim软件中的仿真按钮来模拟矩形波发生器电路。
通过观察仿真结果，我们可以检查矩形波的频率、占空比和输出信号的稳定性。
总结：通过选择合适的集成电路和连接适当的元件，我们可以在Multisim中构建一个矩形波发生器电路。
这个电路可以产生具有固定高电平和低电平的方波信号，并且可以通过调整电阻和电容的值来调节频率和占空比。
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电压比较器与矩形波形发生器
一、实验目的
（1）了解电压比较器的工作原理并熟悉迟滞比较器的原理和功能。
（2）学习用集成运算放大器组成矩形波发生器的工作原理。
（3）掌握集成运算放大器的基本应用，为综合应用奠定基础。
（4）进一步熟悉仿真软件的应用。
二、实验原理及电路
在熟悉放大器的基本运算的基础上了解由运放组成的电压比较器和占空比
可调的矩形波形发生器。
1.电压比较器
电压比较器是用来比较两个电压大小的电路，输入信号为模拟电压，输出信号一般只有高电平和低电平两个稳定状态的电路。
利用电压比较器可以将各种周期性信号转换成矩形波形，通常用于越限报警，模数转换和波形变换等场合。
比较器电路中的运放一般工作在开环或正反馈条件下，运放的输出电压只有正和负两种饱和值，即运放工作在非线性状态。
在这种情况下，运放输入端“虚短”的结论不再适用，但是“虚断”的结论任然可用（由于运放的输入电阻很大）。
其满足如下关系：
当时,（低电平）当时 , （高电平）
（a）具有迟滞特性的过零比较器的电路图
(b) 具有迟滞特性的过零比较器的传输特性
常用的幅度比较器有过零比较器（如上图），具有滞回特性的过零比较器和双线比较器（又称窗口比较器）。
这里主要认识一下迟滞比较器。
反相迟滞比较器电路如下图所示，其中将反馈到运放的同相端与一起构成正反馈。
其工作原理为：当幅度改变时，A点的电压也将随之改变。
若为正
则当后，即，即由正变负。
此时A点的电压也变为负值，为一，只有当下降到此值以下时。
才能使再度回到高电平。
于是可得图（b）所示的迟滞特性。
与的差值称为回差，改变即可以改变回差的大小。
反相迟滞比较器
2．波形产生电路
下图是由集成运算放大器构成的输出脉冲宽度可调的矩形波发生器。
（c）宽度可调的矩形波形发生器电路图
设接通电源后输出电压二极管导通，截止，向C充电，充电时间常数为当电容两端电压略大于同相输入端电压时，输入电压跳变为-，二极管截止，导通，电容经向输出端放电，放电时间常数为当略小于时，输出电压跳变为+。
如此周而复始进行，随着电容的充放电，输出电压不断翻转，形成矩形波。
输出脉冲高电平的时间为
ln（1+）
输出脉冲高电平的时间为
ln（1+）
振荡频率
占空比
D
可见，调节电位器，改变的大小，既可调节输出脉冲的宽度。
但由于受运算放大器上升速率的限制，不能得到太窄的矩形波。
三、实验内容及步骤
本次实验所采用是集成运算放大器为A741。
本实验只做计算机仿真部分。
（1调出如图所示元器件，单击菜单栏的Place，选Component，再从弹出的对话框的Group栏中选Diodes, Family栏中选DIODE，在Component 栏中选1ＢＨ６２，调出二极管。
（２）按图所示电路接线，启动仿真开关。
（３）用示波器测出的波形，画出波形比较他们的关系。
（４）用示波器测出的幅值和频率。
（５）调节电位器，可双击图标将弹出的对话框的Ｋｅｙ栏设置成Ａ，Ｉｎｃｅｒｅｍｅｎｔ栏改成５％。
这两个参数可根据需要调节。
这样按住“Ａ”键，电位器以５％的速率增长。
按住“Ｓｈｉｆｔ＋Ａ”键，电位器则以５％的速率减小。
用示波器观察输出电压的变化，当时（占空比Ｄ＝５０％），测量电阻的大小，分析实测值与理论值的误差。
下图为占空比为５０％时的电路输出图
四、实验报告内容
（１）整理实验数据，画出波形图。