矩形波发生电路

一、电路组成及工作原理

　　因为矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化，即产生周期性变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。

　　电路组成：如图所示为矩形波发生电路，它由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。电压传输特性如图所示。

工作原理：

★设某一时刻输出电压u_O=+U_Z，则同相输入端电位u_P=+U_T。u_O通过R₃对电容C正向充电，如图中箭头所示。反相输入端电位u_N随时间t增长而逐渐升高，当t趋近于无穷时，u_N趋于+U_Z；

★一旦u_N=+U_T，再稍增大，u_O就从+U_Z跃变为-U_Z，与此同时u_P从+U_T跃变为-U_T。随后，u_O又通过R₃对电容C放电，如图中箭头所示。

★反相输入端电位u_N随时间t增长而逐渐降低，当t趋近于无穷时，u_N趋于-U_Z；一旦u_N=-U_T，再稍减小，u_O就从-U_Z跃变为+U_Z，与此同时，u_P从-U_T跃变为+U_T，电容又开始正向充电。

上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。

二、波形分析及主要参数

利用一阶RC电路的三要素法可列出方程，求出振荡周期

振荡频率f=1/T。

　　调整电压比较器的电路参数R₁、R₂和U_Z可以改变方波发生电路的振荡幅值，调整电阻R₁、R₂、R₃和电容C的数值可以改变电路的振荡频率。