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非正弦波信号产生电路

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一、电压比较器(Comparer)

电压比较器的基本功能是对两个输入电压进行比较，并根据比较结果输出高电平或低电平电压。电压

比较器广泛应用于非正弦波信号的产生和变换以及模/数转换等。

电压比较器分为基本比较器和迟滞比较器（施密特触发器）两大类，其中基本比较器又分为简单比较

器（单门限）和窗口比较器（双门限）。

（一）单限电压比较器

理想集成运放工作在开环状态下，其输出只有正饱和和负饱和值两种状态，当同相端输入电压大于

反，输出为正饱和值，即U_O=U_OM，反之，输出为负饱和值，即U_O=-U_OM。

比较器输出由一种状态跳变到另一种状态时，所对应的输入电压值称为门限电压。只有一个门限的比

较器称单限比较器，若门限电压为零，称为过零比较器。

1.过零电压比较器

2.同相输入单门限比较器

如果将参考电压U_REF接在运算放大器的反向端，待比较的输入电压u_I接到同相端，如下图所示，即构成

同相输入单限电压比较器，图中输出端所接稳压管用以限定输出高低电平幅度，R为稳压管限流电阻。由于

u_I从同相端输入且只有一个门限，把比较器输出电平发生跳变时的输入电压称为门限电压U_T，图中的

U_T=U_REF。由于u_I从同相端输入且只有一个门限，故称同相输入单限电压比较器；反之，当u_I从反相端输入

，U_REF改接到同相端，则称反相输入单限电压比较器。

特点：1)工作在非线性区；2)不存在虚短 (除了u_I = U_REF 时)；3)存在虚断

（二）迟滞比较器

对于单限比较器，如果输入电压在门限附近有微小的干扰，就会导致状态翻转使比较器输出电压不稳

定而出现错误阶跃，为了克服这一缺点，常将比较器的输出电压通过反馈网络加到同相输入端，形成正反

馈，将待比较电压u_I加到反相输入端，参考电压U_REF通过R₂接到运算放大器的同相端，如图所示，通常将

此电路称为反相输入迟滞比较器，也称反相输入施密特触发器。

1.电路和门限电压

2.传输特性

二、方波产生电路(Astable Multivibrator)

用迟滞比较器构成的方波产生电路如下图所示，由于方波包含极丰富的谐波，因此方波产生电路又称

多谐振荡器。下图电路用来产生固定的低频率的方波信号，是一种较好的振荡电路，但是输出方波的前后

沿陡度取决于集成运放的转换速率S_R，所以当振荡频率较高时，为了获得前后沿较陡的方波，必须使用S_R

较大的集成运放。

1.电路组成和输出波形

三、压控方波产生电路

输出信号频率与输入控制电压成正比的波形产生电路称为。若用直流电压作为控制电压，压控振荡器

可制成频率调节十分方便的信号源；若用正弦波电压作为控制电压，压控振荡器就构成了调频波振荡器；

当振荡受锯齿波电压控制时，就构成了扫频振荡器等。

（一）积分 - 施密特触发器型压控振荡器

（二）8038 集成函数发生器

8038 集成函数发生器是一种多用途的波形发生器，可以用来产生正弦波、方波、三角波和锯齿波，其

振荡频率可通过外加的直流电压进行调节，所以是压控集成信号产生器。其内部电路结构所如下图示。外

接电容C的充、放电电流由两个电流源控制，所以电容C两端电压uC的变化与时间成线性关系，从而可以获

得理想的三角波输出。另外，8038 电路中含有正弦波变换器，故可以直接将三角波变成正弦波输出。

1.原理

2.实际应用

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