矩形波发生器

设计题目：矩形波发生器 设计说明。 1 .概述 矩形波发生电路在测量、自动控制、通讯、无线电广播和遥控等许多技术领域中有着广泛的应用，甚至在收音机、电视机和电子表等日常生活用品中也离不开它。总之矩形波发生电路广泛地用于工业生产、科学实验和日常生活等各个领域中。 2 .设计方案选择论证 矩形波发生电路实际上是由一个滞回比较器和一个RC 充放电回路组成。其中，集成运放和电阻R1 和R2 组成滞回比较器，电阻R 和电容C 构成充放电回路，稳压管和电阻R3 的作用是钳位，将滞回比较器的电压限制在稳压管的稳定电压±UZ。在矩形波发生电路中，如图 1所示电位器Rw和二极管D1、D2的作用是将电容充电和放电的回路分开，并调节充电和放电两个时间常数的比。 矩形波发生电路没有稳态，它有两个暂态，一个是低电平，另一个是高电平。 要想达到这种效果可采用滞回比较器，同时利用RC 充放电回路来改变集成运放反向输入端的输入电压即 u-=uc。当电容上的电压上升到 u-=u+时，滞回比较器的输出端将发生跳变，由高电平跳变成低电平。当电容上的电压下降到 u-=u+时，滞回比较器的输出端将再次发生跳变，由低电平跳变成高电平。以后又重复上述过程。如此电容反复地进行充电和放电，滞回比较器的输出端反复地在高电平和低电平之间跳变，于是产生了正负交替的矩形波。 因此，在选择矩形波发生电路时，采用滞回比较器和RC 充放电回路来构成矩形波发生电路。 图1 矩形波发生电路框图 3.单元电路设计 滞回比较器 滞回比较器可用于产生矩形波、三角波和锯齿波等各种非正弦波信号，也可用于波形变换电路。用于控制系统时，滞回比较器的主要优点是抗干扰能力强。当输入信号受干扰或噪声的影响而上下波动时，只要根据干扰或噪声电平适当调整滞回比较器两个门限电平UT+和UT-的值，就可以避免比较器的输出电压在高、低电平之间反复跳变。 滞回比较器的输入电压经电阻R1加在集成运放的反响输入端，参考电压REFU经电阻R2接在同向输入端，此外从输出端通过电阻FR 引回同向输入端。电阻R和背靠背稳压管ZVD 的作用是限幅，将输出电压的幅度限制在±UZ。 图2 滞回比较器的输入输出波形 当集成运放反向输入端和同向输入端的电位相等，即  uu时，输出端的状态将发生跳变。 其中Iuu  u 则由参考电压REFU及输出电压Ou 两者共同决定，而Ou 有两种可能的状态：+UZ或-UZ。由此可见，使输出电压由+UZ跳变成-UZ，以及由-UZ跳变成...