opa847方波放大電路 一種簡單方波振盪器的分析

2021-10-14 07:29:41 字數 1256 閱讀 4363

使用運算放大器(op)可以製作各種特性優良的振盪器。這裡對一種簡單而穩定的方波振盪器進行分析,這種振盪器叫做弛張振盪器(relaxation oscillator),應用相當廣泛。

基本電路

弛張振盪器的頻率範圍受所選的op放大器制約,頻率高的時候受制於op的轉換速率(slew rate);頻率較低的時候受制於op的偏流和雜訊。上圖中,如果r1, r2, rt均取值為100k,則電容ct如果使用1uf~100pf,就可得到12hz~120khz頻率範圍的方波。如果使用頻率更高的op或比較器,電阻須降低乙個數量級。

在低頻的時候,ct往往需要取很大的值,同時應選取偏流小的op放大器,並增大rt,從而獲得良好的效果。

利用這個電路可實現單穩態多諧振振盪器、可變頻率、定時器、方波驅動等應用。

原理分析

首先該電路輸出要得到充分振盪。現在,我們從達到op放大器的正向飽和電壓+vom狀態開始分析。此時,正向輸入端的電壓為:v+ = vom×r1 / (r1+r2),由於v+電壓高於v-電壓,vo保持正向最大輸出電壓+vom;同時,+vom通過rt為電容ct充電。

當ct電壓vc(即負向輸入端電壓v-)充電電壓達到vom×r1 / (r1+r2)並略超過時,則op放大器的輸出變為負向飽和值-vom,此時正向輸入端電壓變為:v- = -vom×r1 / (r1+r2),由於v+電壓低於v-電壓,vo保持負向最大輸出電壓-vom;同時,-vom通過rt為電容ct反極性充電,當電容電壓達到-vom×r1 / (r1+r2)並略低於該值時,則op的輸出變為正向飽和值+vom。如此週期性的重複該過程,波形如下圖所示—

振盪頻率f為:f = 1 / [ 2rtc ln(r1/2r2 + 1) ]

小結

這種振盪器與普通電晶體和數字ic做出的振盪器想比,具有頻率更加穩定的特點;還可通過穩定其輸出振幅來改善其溫度特性,進一步使頻率更穩定!並且,在該電路的v+端如果給予乙個電壓激勵的話,可以構成簡單壓控振盪器(vco)。總之,弛張振盪器被廣泛應用於各種電子電路中。