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矩形波
鎖定
- 中文名
- 矩形波
- 外文名
- Rectangular wave
- 適用領域
- 數字開關電路
- 所屬學科
- 電子專業
矩形波應用範圍
因為矩形波電壓只有兩種狀態,不是高電平,就是低電平,所以電壓比較器是它的重要組成部分;因為產生振盪,就是要求輸出的兩種狀態自動地相互轉換,所以電路中必須引入反饋;因為輸出狀態應按一定的時間間隔交替變化,即產生週期性變化,所以電路中要有延遲環節來確定每種狀態維持的時間。
矩形波電路組成
矩形波工作原理
設某一時刻輸出電壓uO=+UZ,則同相輸入端電位uP=+UT。uO通過R3對電容C正向充電,如圖中箭頭所示。反相輸入端電位uN隨時間t增長而逐漸升高,當t趨近於無窮時,uN趨於+UZ;一旦uN=+UT,再稍增大,uO就從+UZ躍變為-UZ,與此同時uP從+UT躍變為-UT。隨後,uO又通過R3對電容C放電,如圖中箭頭所示。反相輸入端電位uN隨時間t增長而逐漸降低,當t趨近於無窮時,uN趨於-UZ;一旦uN=-UT,再稍減小,uO就從-UZ躍變為+UZ,與此同時,uP從-UT躍變為+UT,電容又開始正向充電。上述過程週而復始,電路產生了自激振盪。
由於矩形波發生電路中電容正向充電與反向充電的時間常數均為R3C,而且充電的總幅值也相等,因而在一個週期內uO=+UZ的時間與uO=-UZ的時間相等,uO為對稱的方波,所以也稱該電路為方波發生電路。電容上電壓uC和電路輸出電壓uO波形如圖所示。矩形波的寬度Tk與週期T之比稱為佔空比,因此uO是佔空比為1/2的矩形波。利用一階RC電路的三要素法可列出方程,求出振盪週期 ,振盪頻率f=1/T。
調整電壓比較器的電路參數R1、R2和UZ可以改變方波發生電路的振盪幅值,調整電阻R1、R2、R3和電容C的數值可以改變電路的振盪頻率。佔空比的改變方法:使電容的正向和反向充電時間常數不同。利用二極管的單向導電性可以引導電流流經不同的通路,佔空比可調的矩形波發生電路如圖(a)所示,電容上電壓和輸出電壓波形如圖(b)所法。
電路工作原理
當uO=+UZ時,通過RW1、D1和R3對電容C正向充電,若忽略二極管導通時的等效電阻,則時間常數 當uO=-UZ時,通過RW2、D2和R3對電容C反向充電,若忽略二極管導通時的等效電阻,則時間常數 利用一階RC 電路的三要素法可以解出
矩形波結論
改變電位器的滑動端可改變佔空比,但不能改變週期。