運(yùn)算放大器多諧振蕩器
通過(guò)將正弦輸入替換為跨運(yùn)算放大器輸出的RC定時(shí)電路，我們可以進(jìn)一步將周期波形轉(zhuǎn)換為矩形輸出這一想法。這次，我們可以使用電容器的充電電壓Vc來(lái)改變運(yùn)算放大器的輸出狀態(tài)，而不是使用正弦波形來(lái)觸發(fā)運(yùn)算放大器。
運(yùn)算放大器多諧振蕩器電路
那么它是怎樣工作的。首先，假設(shè)電容器已完全放電，并且運(yùn)算放大器的輸出在正電源軌處飽和。電容器C開(kāi)始通過(guò)電阻R從輸出電壓Vout充電，其速率由其RC時(shí)間常數(shù)確定。
從有關(guān)RC電路的教程中我們知道，電容器希望在五個(gè)時(shí)間常數(shù)內(nèi)完全充電到Vout的值（即+ V（sat））。
但是，一旦運(yùn)算放大器反相（-）端子上的電容器充電電壓等于或大于非反相端子上的電壓（運(yùn)算放大器的輸出電壓在電阻R1和R2之間分配的分壓），則電容輸出將改變狀態(tài)并被驅(qū)動(dòng)至相對(duì)的負(fù)電源軌。
但是，已經(jīng)向正電源軌（+ V（sat））愉快充電的電容器，現(xiàn)在在其極板上看到一個(gè)負(fù)電壓-V（sat）。輸出電壓的突然反轉(zhuǎn)導(dǎo)致電容器以其RC時(shí)間常數(shù)再次決定的速率朝新的Vout值放電。
運(yùn)算放大器多諧振蕩器電壓
一旦運(yùn)算放大器的反相端子在同相端子上達(dá)到新的負(fù)基準(zhǔn)電壓-Vref，運(yùn)算放大器就會(huì)再次改變狀態(tài)，并將輸出驅(qū)動(dòng)到相對(duì)的電源軌電壓+ V（sat）。
現(xiàn)在，電容器的極板上出現(xiàn)一個(gè)正電壓，充電周期再次開(kāi)始。因此，電容器不斷充電和放電，從而產(chǎn)生了穩(wěn)定的運(yùn)算放大器多諧振蕩器輸出。
輸出波形的周期由兩個(gè)定時(shí)分量的RC時(shí)間常數(shù)以及由設(shè)置參考電壓電平的R1，R2分壓器網(wǎng)絡(luò)建立的反饋比確定。如果放大器飽和電壓的正值和負(fù)值具有相同的幅度，則t1 = t2，給出振蕩周期的表達(dá)式為：
其中：R是電阻，C是電容，ln（）是反饋分?jǐn)?shù)的自然對(duì)數(shù)，T是周期時(shí)間（以秒為單位），?是振蕩頻率（以Hz為單位）。
然后，從上式可以看出，運(yùn)算放大器多諧振蕩器電路的振蕩頻率不僅取決于RC時(shí)間常數(shù)，而且取決于反饋分?jǐn)?shù)。但是，如果我們使用的電阻值給出的反饋分?jǐn)?shù)為0.462（β= 0.462），則電路的振蕩頻率將僅等于1 / 2RC，如圖所示，因?yàn)榫€(xiàn)性對(duì)數(shù)項(xiàng)等于1。
運(yùn)算放大器多諧振蕩器示例
一個(gè)運(yùn)算放大器的多諧振蕩器電路是使用以下部件構(gòu)成。R1 =35kΩ，R2 =30kΩ，R =50kΩ和C = 0.01uF。計(jì)算電路的振蕩頻率。
然后計(jì)算出振蕩頻率為1kHz。當(dāng)β= 0.462時(shí)，該頻率可以直接計(jì)算為：?= 1 / 2RC。同樣，當(dāng)兩個(gè)反饋電阻相同時(shí)，即R1 = R2，反饋分?jǐn)?shù)等于3，振蕩頻率變?yōu)椋?= 1 / 2.2RC。
如圖所示，我們可以用一個(gè)電位計(jì)代替一個(gè)反饋電阻，以制造一個(gè)變頻運(yùn)放多諧振蕩器，從而使該運(yùn)放多諧振蕩器電路更進(jìn)一步。
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