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  在常见的信号发生器电路中，除了正弦波振动电路外，还有矩形波等非正弦波发生电路。矩形波发生电路只要高电平、低电平两个暂态，并且两个暂态主动地彼此转化，由此发生自激振动。一般用作数字电路的信号源或模仿电子开关的操控信号，亦是其他非正弦波发生器的根底。本文对占空比、频率及幅值可调的矩形波信号发生器进行了电路规划及仿真、使用电路测验、理论参数剖析3方面

  矩形波发生器电路有多种计划，本规划以运算扩大器为中心，由矩形波振动电路、幅值调理电路两部分所组成。电路规划的详细计划和元器件挑选的原则是：作业安稳牢靠、结构相对比较简单合理、装置调试便利、性能参数合格。

  矩形波振动电路(又称多谐振动器)由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。滞回比较器起开关效果，RC电路的效果是发生暂态进程。RC回路既是推迟环节，亦是反应网络，经过RC充、放电进程完成输出状况的主动转化。在运放的输出端引进限流电阻和两个背靠背的稳压管就组成了如图1所示的双向限幅矩形波发生器。

  假定接通电源时，电容C两头电压uc=O，输出电压uo=+Uz，则运放同相输入端电压up=+UT，二极管VD2导通，VD1截止，uo经过电阻R3和R6给电容C充电，疏忽二极管的动态电阻，充电时刻常数近似为(R3+R6)C，使运放反相输入端电压uN由0逐步上升，在uNup时，uo=+Uz坚持不变。当uNup时，uo立即从+Uz跃变为-Uz，一起up从+UT跃变为-UT，二极管VD1导通，VD2截止，电容C开端经过R3和R5放电，放电时刻常数近似为(R3+R5)C，使运放反相输入端电压uN逐步下降，在uNup时，uo=-Uz坚持不变。当uNup时，uo又从-Uz跃变为+Uz，电容C又开端充电，运放输出状况再次翻转。如此循环往复，电路发生了自激振动，输出端输出矩形波信号。

  一般将矩形波输出高电平的保持的时刻与振动周期的比界说为占空比。图1所示电路使用二极管的单向导电性使电容充、放电的通路不同，从而使它们的时刻常数不同，完成了输出电压占空比的调理。

  图1矩形波发生器的输出电压幅值等于稳压管的稳压值，电路输出电压正、负起伏对称。

  由上述剖析可知，调理电位器R5或R6可改动矩形波发生器的振动频率及占空比。如果在图1中电容C处经过一只多路开关投入不同数值的电容，则可完成输出信号的频段操控。

  在低频规模(如10 Hz～1O kHz)以内，关于固定频率来说，图1所示电路是一种较好的振动电路。当振动频率较高时，为了取得前后边缘较陡的矩形波，宜挑选转化速率较高的运放。

  图1中稳压管双向限幅电路结构相对比较简单，选用不同稳压值的稳压管可改动输出电压，但限幅特性受稳压管参数影响大，并且输出限幅电压彻底取决于稳压管的稳压值，选用这种办法对输出电压做调整很不便利也很不有用。

  为了完成对矩形波发生器输出电压幅值的准确调理，一起进步电路带负载的才能，可在图1电路输出端uo处并联一只可调电位器将输出电压进行采样，并将取样电压接至由运放和电阻网络组成的同相扩大电路，经过改动取样电阻值即可准确调理矩形波输出电压的幅值，即构成了占空比、频率及幅值可调的矩形波信号发生器。

  为进步输出信号频率和占空比的调理规模并减小二极管的动态电阻对电路参数的影响，规划电路时R5、R6应远大于R3。为使电路输出受频率影响较小的抱负矩形波信号，电容C1和C2取值不宜过小(可取0．01、O．1和1F)，并选用具有高转化速率的运算扩大器，一起为简化电路结构，可选用双集成运放LF353P，其转化速率(SR)为13 V／s。

  为减小对矩形波振动电路输出信号的影响，规划幅值调理电路时应选用大阻值(可取100 k)电压取样电位器。因电路为12 V双电源供电，考虑到集成运放最大输出电压的约束，规划同相扩大电路的电压扩大倍数为2倍，一起反应电阻不宜过大或过小(可取10 k)。

  为剖析矩形波信号发生器的带负载才能，在丈量电路的输出阻抗时，因为电路的闭环输出电阻极小，而运放的最大输出电流有限，所以负载电阻的取值不行太小。