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什么是方波发生器?详解方波发生器电路图和应用

摘要:

方波发生器是一种能够产生方波的非正弦波形振荡器。 施密特触发电路是方波发生器的一种实现。方波发生器的另一个名称是自由运行的多谐振荡器。下面一起来了解一下方波发生器电路图和应用。

什么是方波发生器?方波发生器其实是一种能够产生方波的非正弦波形振荡器。 施密特触发电路是方波发生器的一种实现。方波发生器的另一个名称是自由运行的多谐振荡器。下面一起来了解一下方波发生器电路图和应用。

方波发生器电路图

1、使用施密特触发器的方波发生器

施密特触发器方波发生器电路的工作与与非门的实现非常相似。 施密特触发器电路如图所示。这里也由 RC 网络提供时序。 逆变器将其反馈形式的输出作为输入之一。

使用施密特触发器的方波发生器电路图

使用施密特触发器的方波发生器电路图

最初,非门输入小于最小阈值电压。 所以输出状态为高。 现在电容器开始通过电阻 R 充电1. 当电容器两端的电压达到最大阈值电压时,输出状态再次下降到低电平。 这个循环一次又一次地重复并产生方波。 方波的频率由 [Latex]f=\frac{1}{1.2RC}[/Latex]

2、使用与非门的方波发生器

使用与非门是制作方波发生器的最简单方法之一。 我们需要以下组件来构建电路:两个与非门、两个电阻器和一个电容器。 该电路如图所示。电阻-电容网络是该电路中的时序元件。 G1 与非门控制其输出。 这个 RC 网络的输出反馈给 G1 通过电阻R1 作为输入。 这个过程一直发生到电容器充满电为止。

使用与非门的方波发生器电路图

使用与非门的方波发生器电路图

当 C 两端的电压达到 G 的正阈值时1,与非门改变状态。 现在电容器放电到 G 的负阈值1,然后门再次改变它们的状态。 这个过程在一个循环中发生并产生一个方波。 此波形的频率使用 [Latex]f=\frac{1}{2.2RC}[/Latex] 计算。

3、使用晶体管的方波发生器

另一种构建方波发生器(无稳态多谐振荡器)的技术是使用 BJT 或双极结型晶体管。 该方波发生器或非稳态多谐振荡器的操作取决于 BJT 的开关特性。 当 BJT 作为开关时,它有两种状态——开和关。 如果我们连接+Vcc 在 BJT 的集电极端,当输入电压 Vi 小于 0.7 伏,则 BJT 处于关闭状态。 在关断状态下,集电极和发射极端子与电路断开。

使用晶体管的方波发生器电路图

使用晶体管的方波发生器电路图

因此,晶体管表现为开路开关。 所以我c=0 (我c 是集电极电流)和集电极端子和发射极端子之间的电压降(Vce) 为正 Vcc.

现在当 Vi>0.7 伏时,BJT 处于导通状态。 我们将集电极和发射极端子短路。 因此,Vce=0 和电流 Ic 将是饱和电流。

电路图如图所示。这里,晶体管S1 和S2 看起来相同,但它们具有不同的掺杂特性。 秒1 和S2 有负载电阻 RL1 和强化学习2 并且通过 R 有偏1 和R2, 分别。S的集电极端子2 连接到 S 的基极1 通过电容器 C1, 和 S 的集电极1 连接到 S 的基极2 通过电容器 C2。因此,我们可以说非稳态多谐振荡器由两个相同的共发射极配置制成。

输出是从两个收集器中的任何一个到地面获得的。
假设我们正在服用 Vc2 作为输出。 所以整个电路连接到电源电压Vcc. V 的负端cc 接地。 当我们关闭开关 K时,两个晶体管都试图保持导通状态。 但最终,其中一个保持在开启状态,另一个保持在关闭状态。 当 S1 处于导通状态,S的集电极和发射极端1被短路。 所以,Vc1=0。 同时,S2 处于关闭状态。

因此,集电极电流 Ic2=0 和 Vc2=+Vcc。所以对于 T1 时间间隔,晶体管 Vc1 保持逻辑 1,而 Vc2 保持逻辑 0。而 S2 处于关断状态,电容器 C2 被收费。 让我们说 C 两端的电压2 是 Vc2. 所以我们将电容器的正极连接到 S 的基极2, 电容器的负端到 S 的发射极2. 所以电压 Vc2 直接提供给S的基极和发射极端2。

由于电容器不断充电,一段时间后,Vc2 上升到 0.7 伏以上。 此时,S2进入导通状态,S的集电极和发射极端之间的电压差2 等于零。 现在,S1 动作在导通状态,S的输出电压1 是+Vcc. 电容器 C1开始充电,当电容器两端的电压超过 0.7 伏时,S1 再次改变它的状态。 所以对于 T1 时间间隔,晶体管 Vc1 保持逻辑 0,而 Vc2
保持在逻辑 1。

这种现象会自动重复,直到电源关闭。 V 之间的连续过渡cc 0 产生方波。

方波发生器的优点

1、该电路可以很容易地设计。 它不需要任何复杂的结构。

2、它具有成本效益。

3、方波发生器的维护非常容易。

4、方波发生器可以产生最大频率的信号。

方波发生器的应用

1、它用于产生方波和其他从方波产生三角波或正弦波的电路。

2、?方波发生器可用于控制时钟信号。

3、它用于乐器以模拟各种声音。

4、函数发生器,阴极射线示波器,使用方波发生器。

以上就是对方波发生器电路图和应用图的相关介绍,希望能帮助大家更好的理解!

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