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运算放大器多谐振荡器的比较和转换案例(二)

2020.2.19
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maxiaotu

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因为输入波形会如果是周期性的并且其幅度足够大于其参考电压 Vref ,则输出矩形波将始终具有相同的周期, T 因此频率ƒ作为输入波形。

通过用电位计替换电阻 R1 或 R2 ,我们可以调整反馈分数,β 因此,非反相输入端的参考电压值会使运算放大器在每个半周期的0到90 o 范围内改变状态,只要参考电压 Vref 保持低于输入信号的最大幅度。

运算放大器多谐振荡器

我们可以采用将周期波形转换为矩形输出的想法通过连接RC定时电路替换正弦输入跨越运算放大器输出。这次,我们可以使用电容器充电电压 Vc 来改变运算放大器的输出状态,而不是用于触发运算放大器的正弦波形。

运算放大器多谐振荡器电路

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那么它是如何工作的。首先假设电容器完全放电,运算放大器的输出在正电源轨上饱和。电容 C 开始从输出电压 Vout 通过电阻器 R 充电,其速率由 RC <确定/ span>时间常数。

我们从RC电路的教程中了解到,电容器需要完全充电到 Vout ( + V()在五个时间常数内。但是,只要运算放大器反相( - )端的电容充电电压等于或大于同相端的电压(运算放大器输出电压分数除以电阻 R1 和 R2 ),输出将改变状态并被驱动到相反的负电源轨。

但是电容器一直快乐地向正电源充电( + V(sat)),现在看到其板上的负电压 -V(sat)。输出电压的这种突然反转导致电容器以 RC 时间常数再次指示的速率向 Vout 的新值放电。

运算放大器多谐振荡器电压

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运算放大器的反相端子达到新的负参考电压后, -Vref 在非反相端,运算放大器再次改变状态,输出被驱动到相反的供电轨电压 + V(sat)。电容器现在看到其板上的正电压,充电周期再次开始。因此,电容器不断充电和放电,从而产生稳定的运算放大器多谐振荡器输出。

输出波形的周期由两个定时元件的 RC 时间常数决定。以及由 R1,R2 分压器网络建立的反馈比,用于设置参考电压电平。如果放大器饱和电压的正负值具有相同的幅度,那么 t1 = t2 并且给出振荡周期的表达式变为:

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然后我们可以从上面的等式中看出,运算放大器多谐振荡器电路的振荡频率不仅取决于 RC 时间常数,但也反馈分数。但是,如果我们使用的反馈分数0.462(β= 0.462),那么电路的振荡频率将仅等于1 /如图所示,因为线性对数项变为等于1。

运算放大器多谐振荡器示例No1

运算放大器多谐振荡器电路使用以下组件。 R1 =35kΩ, R2 =30kΩ, R =50kΩ且 C = 0.01uF 。计算振荡的电路频率。

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然后振荡频率计算为 1kHz 。当β= 0.462 时,该频率可以直接计算为:ƒ= 1 / 2RC 。此外,当两个反馈电阻相同时,即 R1 = R2 ,反馈分数等于3,振荡频率变为:ƒ= 1 / 2.2RC 。

我们可以通过用电位计替换其中一个反馈电阻来进一步采用这个运算放大器多谐振荡器电路,以生成如图所示的可变频率运算放大器多谐振荡器。

变量运算放大器多谐振荡器

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通过调节β1和β2输出频率将改变以下数量。

电位器刮水器β1

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电位器刮水器β2

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然后在这个简单例如,我们可以生产一个运算放大器多谐振荡器电路,它可以通过改变 RC 元件值,产生100Hz至1.2kHz的可变输出矩形波形,或者我们要求的任何频率范围。

我们有从上面可以看出,运算放大器多谐振荡器电路可以使用标准运算放大器(例如741)和一些附加组件构建。这些电压控制的非正弦弛豫振荡器通常限制在几百赫兹(kHz),因为运算放大器没有所需的带宽,但仍然可以制造出优秀的振荡器。


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