三角波发生电路设计.doc

三角波发生器设计 制作人:朱立超 西安建筑科技大学 一、工作原理：1. 基本原理图:图1 三角波发生电路图2、工作原理： 1）如图1，三角波发生器电路,有两部分组成。其中集成运放组成滞回比较器,2组成积分电路。滞回比较器可以产生稳定得方波信号,再通过积分电路积分产生所需要得三角波. 由积分电路可知积分电路输出电压同1 反向设=0时积分电路电容上得初始电压为零，而滞回比较器输出端uo=+Uz.又有电路图可以瞧出,两级电路分别都引入了反馈, A1同相输入端得电压up同时与o与uo有关,根据叠加定理可得由积分回路同向与反向输入端“虚短“虚断”up2=n2=0，从而可知u =up2、由于t0时电容两端电压为了零，所以 uo,而u01=+z,故u1也为正。而当u+Uz时，经反向积分,输出电压uo将随着时间往负方向线性增长，则up1将随之逐渐减小,当减小至1u1=时,滞回比较器得输出端电压发生跳变，使uo由z跳变为-U,此时up1也将跳变成为一个负值.当o1z时，积分电路得输出电压u将随着时间往正方向线性增长,up1将又逐渐增大,当增大至u1=un1=时，滞回比较器得输出端再次发生跳变，u01由Uz跳变为Uz。如此重复上述过程,于就是滞回比较器得输出电压u01成为周而复始得矩形波，从而积分电路得输出电压uo也成为周期性重复得三角波。滞回比较器与积分电路特性:图2 电压输出特性图3 电路得波形图2）输出幅度:在uo1=期间,积分电路得输出电压u往正方向线性增长，此时up1也随着增长，当增长至up1 n1=0时，滞回比较器得输出电压uo1发生跳变，而发生跳变时得值即就是三角波得最大值Uom。将条件uo1=U,u+0与u=Um代入上式,可得可解得三角波得输出幅度为 3)周期频率：在积分电路对uo1=Uz进行积分得半个振荡周期内,输出电压uo由Uom上升至+o,则对积分电路可列出一下表达式: 即 所以三角波得振荡周期为三角波震荡频率： 三角波得输出幅度与稳压管得z以及电阻值之比1/R2成正比。三角波得振荡周期则与积分电路得时间常数R3C以及电阻值之比1/2成正比仿真设计时要先确定Uz值(本设计仿真二极管采用15233B类型经测量与对比规格可知其端电压Uz为6V)，再调整电阻R与2,使输出幅度达到规定值,然后再调整R3与C使振荡周期满足要求。二、求解各个元件参数：当接通电源时，由于电容上电压就是一个缓慢变化得过程,所以C上得初始瞬时电压为0.滞回比较器电路:由于滞回比较器上电阻R2引入得就是正反馈,所以当u1增加时正向输入端也随之上升随着时间得增加u1逐渐增加到UZ、积分电路反向积分,t u，当uoU (阈值电压),o1从Uz跃变为-Uz。积分电路正向积分，t uo,当o+U,从-z跃变为+Uz ,返回滞回比较器。重复上述过程，便产生周期性得变化,即振荡。由于输入电压为常量： 又有反馈回路可得: 令uo1=uN1=0,当o1=Uz代入,可得：所以 所以可以求出 已知Z6，UM=6V， =00H; C0、,将其带入式可得； 联立可得: ）选定器件列表:已知:Uz6V C0、1uF,R1=10K R2=10 R4=2 =5K R510 ；三、Mutisim仿真电路图及仿真结果如下:由仿真结果可以瞧到，其基本达到课题要求.四、误差分析： 实际电路中由于要选择确定各个电阻得阻值，特别就是第一个必要电阻得确定因而会相应产生误差 由于就是电子仿真,自然也存在误差，误差主要来自电子仿真器件得参数。五、参考书籍:模拟电子技术基础（第四版) 清华大学童诗白 著uisim 10ltioard10原理图仿真与PB设计