集成運算放大器組成的多諧振蕩器
發(fā)布時間:2015/1/1 17:38:59 訪問次數:1201
集成運算放大器組成的多諧振蕩器。MB354由運算放大器組成的無穩(wěn)多諧振蕩器的基本電路如圖4 - 60 (a)所示。該黽路是將運放的輸出電壓通過電阻Ri和R2的分壓后加到同相輸入端。同時又通過電阻R3將輸出電壓反饋到反相輸入端,還在反相端與地之間加入電容C,組成RC充、放電回路。
電路工作原理分析如下:現在假設輸出電壓Uo達到飽和電壓+U。,而電容C也未被充電,即處于Uc=0的狀態(tài)。這時Rz兩端電壓為+U R2。于是,輸出飽和電壓+U。通過R3對C充電,在充電過程中,電容C兩端電壓Uc逐漸上升。當U。上升稍大于+U R2時,運放輸出電壓U。跳到飽和電壓-U。。同時R2兩端電壓也跳變?yōu)?U R2,電容C則以一氓進行反向充電(即對于+U。為放電),放電過程中使UC逐漸下降。當UC下降超過-U R2時,輸出電壓U。再次跳到+U。。這樣的充、放電過程不斷反復進行,就使電路的輸出電壓不斷在+U。與-U。間跳變,形成一系列連續(xù)輸出的方波脈沖,這種結果稱為電路的自激振蕩,振蕩輸出波形如圖4- 60 (b)所示。
振蕩電路輸出的方波波形與電路參數之間的關系:振蕩電路所輸出方波的振幅是處于+U!弧荆k妷褐g的,如圖4- 60 (b)所示。方波振幅處于+U。期間的時間£與周期T之比,即£/T稱為占空比,波形從-U。跳變到+U。時所需的時間,稱為上升時間。從+U。跳變到一仉時所需的時間稱為下降時間。
決定振蕩周期T的三個要素是:電阻R,、R。、R。及電容C和電源電壓(準確地說為輸出飽和電壓±U。)。
如果+Us和-U。的絕對值相等,輸出電壓U。的周期T與電源電壓無關,這時占空比為50%。如果±U。的絕對值相等,那么U。經R。對C進行充電,其C兩端電壓U。達到±UR2的時間是對稱的,因此占空比為50%。
需要說明的是,運放的負載電流是有限的,因此,R,、R。的值不能太小,選用C>lOOpF,R,、R。>3kCl;C充電結束時,其變化率非常小,因此如果R,《R2,則振蕩是不穩(wěn)定的。上升、下降時間受到使用的運放頻率特性的影響。
在圖4 - 60 (a)所示電路中,UR2一±[(R2U。)/(Ri +R2)]T=2R。Cln[(R1+2R2)/R1],
當l +U。l=l-U。1時,振蕩頻率廠=l/T,£/T稱為占空比,將圖中參數代人,則有T=0.725ms,廠=l. 380Hz。
集成運算放大器組成的多諧振蕩器。MB354由運算放大器組成的無穩(wěn)多諧振蕩器的基本電路如圖4 - 60 (a)所示。該黽路是將運放的輸出電壓通過電阻Ri和R2的分壓后加到同相輸入端。同時又通過電阻R3將輸出電壓反饋到反相輸入端,還在反相端與地之間加入電容C,組成RC充、放電回路。
電路工作原理分析如下:現在假設輸出電壓Uo達到飽和電壓+U。,而電容C也未被充電,即處于Uc=0的狀態(tài)。這時Rz兩端電壓為+U R2。于是,輸出飽和電壓+U。通過R3對C充電,在充電過程中,電容C兩端電壓Uc逐漸上升。當U。上升稍大于+U R2時,運放輸出電壓U。跳到飽和電壓-U。。同時R2兩端電壓也跳變?yōu)?U R2,電容C則以一氓進行反向充電(即對于+U。為放電),放電過程中使UC逐漸下降。當UC下降超過-U R2時,輸出電壓U。再次跳到+U。。這樣的充、放電過程不斷反復進行,就使電路的輸出電壓不斷在+U。與-U。間跳變,形成一系列連續(xù)輸出的方波脈沖,這種結果稱為電路的自激振蕩,振蕩輸出波形如圖4- 60 (b)所示。
振蕩電路輸出的方波波形與電路參數之間的關系:振蕩電路所輸出方波的振幅是處于+U!弧,。電壓之間的,如圖4- 60 (b)所示。方波振幅處于+U。期間的時間£與周期T之比,即£/T稱為占空比,波形從-U。跳變到+U。時所需的時間,稱為上升時間。從+U。跳變到一仉時所需的時間稱為下降時間。
決定振蕩周期T的三個要素是:電阻R,、R。、R。及電容C和電源電壓(準確地說為輸出飽和電壓±U。)。
如果+Us和-U。的絕對值相等,輸出電壓U。的周期T與電源電壓無關,這時占空比為50%。如果±U。的絕對值相等,那么U。經R。對C進行充電,其C兩端電壓U。達到±UR2的時間是對稱的,因此占空比為50%。
需要說明的是,運放的負載電流是有限的,因此,R,、R。的值不能太小,選用C>lOOpF,R,、R。>3kCl;C充電結束時,其變化率非常小,因此如果R,《R2,則振蕩是不穩(wěn)定的。上升、下降時間受到使用的運放頻率特性的影響。
在圖4 - 60 (a)所示電路中,UR2一±[(R2U。)/(Ri +R2)]T=2R。Cln[(R1+2R2)/R1],
當l +U。l=l-U。1時,振蕩頻率廠=l/T,£/T稱為占空比,將圖中參數代人,則有T=0.725ms,廠=l. 380Hz。
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