本章主要对运算放大器构成的正弦波、三角波和方波发生电路进行工作原理讲解，并对集成波形发生芯片555进行电路分析与测试。

正弦波发生电路

文氏桥正弦波振荡电路

典型文氏桥正弦波振荡电路由运算放大器、电阻、电容、二极管构成，具体如下图所示。

当电阻R2>2R1时电路开始起振，并且振荡幅值不断增大，二极管VD1和VD2进入交替半周期导通状态；当二极管完全导通且R2||R5<2R1时电路正常运行；在输出电压达到最大值之前振幅将自动稳定在二极管导通的某个中间状态，使得电阻R2、R5和二极管构成的等效电阻为R1阻值的2倍，所以电阻R5和二极管VD1、VD2实现输出限幅功能。电阻R3=R4=Rval，电容C1=C2=Cval
振荡频率

此时

即电阻阻抗等于电容容抗。
文氏桥正弦波振荡电路需要短暂的起振时间，输出正弦波电压波形如下图所示。

如果需要调节输出幅值，则最佳幅值调节方式为电阻R2和R5参数同时调整，如果仅改变电阻R5的阻值，波形会发生较大失真。
文氏桥振荡电路中R5和D1、D2具有限幅功能，假设R5断开，输出波形如下图所示，可见正弦波发生严重失真并且限幅。

为了提高输出正弦波幅值，可以增加与D1和D2的串联二极管数量，如下图所示。

低通滤波器正弦波振荡电路

低通滤波器正弦波振荡电路由运算放大器、阻容和稳压管构成，具体如下图所示。通过四阶巴特沃斯低通滤波器对方波进行滤波得到正弦波信号。通过改变电阻参数值Rv调节振荡频率，改变稳压管D1和D2稳压值Bv调节正弦波幅值。滤波器电阻值R1=R2=R3=R4、电容值C2=C3=2C1=2C4。

与文氏桥正弦波振荡电路类似，低通滤波器振荡电路也需要短暂的起振时间。

三角波/方波振荡电路

三角波/方波振荡电路1

三角波和方波振荡电路由双运算放大器、阻容和稳压管构成，具体如下图所示。

U1A及附属电路为同相输入滞回比较器，实现方波输出功能；U
1B及其附属电路为积分运算电路，同相输入滞回比较器的输出为积分运算电路输入，实现方波到三角波的转换。
振荡频率计算公式

R3与电阻R7和R8等效串联，而R7和R8通过Rv进行调节，所以实际频率与计算频率存在一定误差，实际设计时使得Freq略高于是极品了，然后通过调节R7和R8电阻值满足频率要求；输出方波和三角波幅值通过稳压管D1和D2稳压参数Bv进行设置。

三角波/方波振荡电路2

另外一种三角波和方波振荡电路由双运算放大器、电阻和电容、二极管和稳压管构成，具体如下图所示。

U1B及附属电路为同相输入滞回比较器，实现方波输出功能；U1A及其附属电路为积分运算电路，同相输入滞回比较器的输出为积分运算电路输入，实现方波到三角波转换。
振荡频率计算公式为

输出方波和三角波幅值通过稳压管D1和D2稳压参数Bv进行设置。

555振荡电路

555为通用振荡器芯片，主要用于精确定时、脉冲发生、时序定时、延时、脉宽调制、脉冲调制及线性斜坡发生器电路等。
555方波振荡电路由555C芯片和电阻、电容构成，具体如下图所示。

此电路为典型的使用555定时器构成的非稳态多谐振荡电路。电路中的阈值比较器的输入和触发比较器的输入短接，通过电容C的电压与阈值电压比较控制对电容C的充电或放电，当电容C充电时电路输出为高电平，当电容C放电时电路输出为低电平，循环往复。
输出脉冲高电平时间

输出脉冲低电平时间

振荡周期

振荡频率

占空比

通常根据振荡频率Freq选择电阻C的容值