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[ 例 1] 电路如图所示，图中运放 A 和二极管 D 1 、 D 2 都是理想器件，稳压管 D Z 的稳压值为 U Z 。试证明调节电位器 R W 改变矩形波占空比时，周期 T 将保持不变。

R. D 1. R W. _. u O. D 2. +. A. C. u C. +. _. R 3. +. R 2. R 1. D Z. u F. _. 练 习 题. [ 例 1] 电路如图所示，图中运放 A 和二极管 D 1 、 D 2 都是理想器件，稳压管 D Z 的稳压值为 U Z 。试证明调节电位器 R W 改变矩形波占空比时，周期 T 将保持不变。. R. D 1. R W. _. D 2. u O. +. A. C. u C. +. _. R 3. u O , u C. +. u O. R 2.

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[ 例 1] 电路如图所示，图中运放 A 和二极管 D 1 、 D 2 都是理想器件，稳压管 D Z 的稳压值为 U Z 。试证明调节电位器 R W 改变矩形波占空比时，周期 T 将保持不变。

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Presentation Transcript

  1. R D1 RW _ uO D2 + A C uC + _ R3 + R2 R1 DZ uF _ 练 习 题 [例1] 电路如图所示，图中运放A和二极管D1、D2都是理想器件，稳压管DZ的稳压值为UZ。试证明调节电位器RW改变矩形波占空比时，周期T将保持不变。

  2. R D1 RW _ D2 uO + A C uC + _ R3 uO, uC + uO R2 UZ uC R1 DZ uF _ UF O t 其中 –UF –UZ T2 T1 T [解] 由题意，画出uO和uC的波形如下图示。 波形图

  3. R D1 RW _ D2 uO + A C uC + _ R3 + R2 R1 DZ uF _ 当uO=UZ时，uO通过D1对电容充电 当uO= –UZ时，电容通过D2 放电 振荡周期 为常数 可见，在改变RW滑动端位置时，T保持不变。

  4. R4 R5 100kW 100kW +15V – uO + C A uC + 0.01mF – R1 R3 UR 100kW 100kW R2 100kW [例2] 在图示矩形波发生电路中，理想运放的最大输出电压Uomax=12 V，最小的输出电压Uomin=0 V 。 (a) 画出输出电压uO和电容电压uC的波形； (b)求出uC的最大值和最小值; (c) 当UR的大小超出什么范围时，电路将不再产生矩形波？

  5. R4 R5 100kW 100kW +15V – uO + C A uC + 0.01mF – R1 R3 UR 100kW 100kW R2 100kW [解] (a) 方波发生器的输出电压只有高、低两种电平，电容C随输出电压的极性进行充电或放电。当uC大于运放同相端电位u+时，输出为低电平；反之，输出为高电平。

  6. R4 R5 100kW 100kW +15V – uO + C A uO/V uC + 0.01mF – 12 R1 R3 0 t UR uC/V 100kW 100kW 5 R2 100kW 1 0 t 输出电压uO和电容电压uC的波形图

  7. R4 R5 100kW 100kW +15V – uO + C A uC + 0.01mF – R1 R3 UR 100kW 100kW R2 100kW 当 时 时 当 (b) 由图可知，运放同相端电位的最大值和最小值，即为uC的最大值和最小值。 对于同相端，由KCL得

  8. R4 R5 100kW 100kW +15V – uO + C A uC + 0.01mF – R1 R3 UR 由 知 100kW 100kW R2 100kW (3) 如果Ucmax<U+max，或 Ucmin>U+min，电路不能产生方波。 由图可知 Ucmax=Uomax/2=6 V Ucmin=Uomin/2=0 V 当UR>3U+max–UOmax=6 V 电路不能产生方波 或 UR<3U+min–UOmin=0 V时

  9. _ A1 + A2 + _ [例3] 图示电路为一压控振荡器。设输入电压0<UI<6V，运放A1、A2为理想器件；二极管D的正向压降为0.6V，稳压管DZ的稳定电压为±6V，它们的其它性能理想。

  10. _ A1 + A2 + _ (a) 运算放大器A1、A2各组成什么电路？ (b) 画出uO1和uO波形； (c) 写出振荡频率f0与输入电压UI的函数关系式。

  11. _ A1 + A2 + _ [解] (a) A1构成反相输入积分电路，A2构成同相输入比较电压比较器。

  12. _ A1 + A2 + _ (b) 当uO＝6V时，二极管D截止，电容C充电，uO1随时间负向线性增大。 当运放A2的同相端电位u2+过零时，比较器翻转，uO= – 6V。

  13. _ A1 + A2 + _ 当uO= – 6 V时，D导通，uO被强制为0.6 V。C迅速放电，uO1快速正向增大。 当u2+再次过零时，比较器翻转，uO=6 V，二极管截止，电容C充电，uO1随时间线性下降。 周而复始，形成周期性振荡。

  14. _ A1 + A2 + _ 由图可知，运放A2同相端电位 令u2+=0得

  15. 由式 知 uO1/V 0.5 0 t –5 uO/V 6 T1 0 –0.6 t T 当uO＝6 V时，uO1＝– 5 V，比较器状态翻转。 当uO＝0.6 V时，uO1＝– 0.5 V，比较器状态翻转。 uO1和uO的波形

  16. uO1/V 0.5 0 t -5 uO/V 6 T1 0 -0.6 t T (c) 由于二极管的导通电阻很小，电容放电时间极短，所以，TT1。

  17. 由于 _ 当 时，电容充电结束，此时 A1 + A2 + _

  18. 故电路的振荡频率

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