波形发生器

波形发生器是一种产生标准波的电子电路。有两种基于运算放大器的波形发生器 −

  • 方波发生器
  • 三角波发生器

本章详细讨论了每种基于运算放大器的波形发生器。

方波发生器

方波发生器是一种产生方波的电子电路。本节讨论基于运算放大器的方波发生器。

基于运算放大器的方波发生器的电路图如下图所示

方波发生器

请注意,在上面显示的电路图中,电阻器 $R_{1}$ 连接在运算放大器的反相输入端和运算放大器的输出之间。因此,电阻器 $R_{1}$ 用于负反馈。同样,电阻器 $R_{2}$ 连接在运算放大器的非反相输入端和其输出之间。因此,电阻器 $R_{2}$ 用于正反馈路径。

电容 C 连接在运算放大器的反相输入端和地之间。因此,电容 C 两端的电压将是运算放大器反相端的输入电压。同样,电阻器 $R_{3}$ 连接在运算放大器的非反相输入端和地之间。因此,电阻器 $R_{3}$ 两端的电压将是运算放大器非反相端的输入电压。

方波发生器的操作如下所述 −

  • 假设,电容器中最初没有存储电荷。然后,运算放大器反相端的电压为零伏。但是,运算放大器的非反相端存在一些失调电压。因此,上述电路的输出值为 $+V_{sat}$。

  • 现在,电容 C 开始通过电阻 $R_{1}$充电。当电容 C 两端的电压刚好大于电阻 $R_{3}$ 两端的电压(正值)时,上述电路的输出值将变为 $-V_{sat}$。

  • 当上述电路的输出为 $-V_{sat}$ 时,电容 C 开始通过电阻 $R_{1}$放电。当电容 C 两端的电压略小于(更负)电阻 $R_{3}$ 两端的电压(负值)时,上述电路输出端的值将变为 $+V_{sat}$。

因此,上图所示的电路将在输出端产生 方波,如下图所示 −

方波发生器操作

从上图中我们可以观察到方波发生器的输出将具有以下两个值之一:$+V_{sat}$ 和 $-V_{sat}$。因此,输出在一段时间内保持在一个值,然后转换为另一个值并保持一段时间。就这样一直延续下去。

三角波发生器

三角波发生器是一种产生三角波的电子电路。三角波发生器的框图如下图所示 −

三角波发生器

三角波发生器的框图主要包含两个块:方波发生器和积分器。这两个块级联。这意味着,方波发生器的输出用作积分器的输入。请注意,方波的积分不过是三角波。

基于运算放大器的三角波发生器的电路图如下图所示 −

三角波发生器电路

我们已经看到了方波发生器和积分器的电路图。请注意,我们通过将方波发生器框图中的块替换为相应的电路图,得到了上述基于运算放大器的三角波发生器的电路图