本文主要用 741 集成运算放大器构成非正弦信号发生器,例如矩形波(方波)、三角波和锯齿波。
1. 工作原理:方波发生器的基本电路由带正反馈的比较器及 RC 负反馈电路组成。图 1 所示方波发生器在典型方波发生器基础上,将单一电阻回路改为两个二极管(VD1、VD2)和电阻(R1、RP1)构成的网络,使电容 C1 的充放电时间常数不等、达到改变占空比的目的。它是利用电容两端电压 Vc1(即运放 A1 的 2、3 脚电压比较)决定输出电压 Vo 的极性;Vo 极性又决定通过 C1 的电流是充电(Vc1 增加)还是放电(Vc1 减少);Vc1 大小再一次决定 Vo 极性,如此反复产生方波。该电路方波频率 f=1/[(2R1+RP1)C1ln(1+2R2/R3)]。

图 2 电路在典型三角波发生器基础上,在两个稳压二极管 VD5、VD6 两端并联电位器 RP2,使积分器输入电压可调。A2 组成带正反馈的比较器、A3 组成反相积分器,共同构成振荡电路,A2 输出方波、A3 输出三角波。电路三角波频率 f=R7/(4R5·R9·C2·αW),式中 αW 为电位器 RP2 的分压系数。

锯齿波发生器在图 2 基础上使积分器充放电时间常数不等即可(如图 3):在积分器输入回路增加一条由二极管 VD9 控制的输入回路,利用二极管单向导电性改变电容 C3 的充放电时间常数。积分器输入为正时时间常数为 (R15/R16)C3,输入为负时时间常数为 R16·C3。该电路锯齿波振荡频率 f=R13(R15+R16)/[2R11·R16(R16+2R15)C3·αW],式中 αW 为电位器 RP3 的分压系数。

2. 元器件选择:电容 C1~C3 为 0.1 μF/63 V;电阻 R1、R5、R11 为 10 kΩ,R2、R3、R17 为 16 kΩ,R4 为 620 Ω,R6、R12 为 6.8 kΩ,R7、R13、R15 为 20 kΩ,R8、R14 为 3.9 kΩ,R9、R10、R16 为 150 kΩ;电位器 RP1 为 100 kΩ、RP2、RP3 为 10 kΩ;二极管 VD1、VD2、VD9 为 2CK9;稳压二极管 VD3~VD8 为 2CW55;集成运算放大器 A1~A5 为 CA741。