运放有两个输入和一个输出,分别加在同相边和反相边,可由叠加原理算出,Uo=Uo1+Uo2,将图2中反相边置于零,此时电路起一个同相放大作用,又因电路中加入了乘法器,则有:。而同理将正相边置于零,此时电路又起一个反相放大作用,则:,所以总输出电压值Uo为:。代入各电阻值可得:,即得到二次函数表达式形式,代入输入电压Ui=12V,则和电路仿真结果一致。
2.3 方波-三角波函数信号发生器
在电子技术的学习中,我们常用到方波和三角波的函数发生器,下面基于Multisim 10设计并仿真一个频率f0在10Hz到1kHz之间,以10倍频程步级进行变化,产生幅值可调的方波和三角波,此处设计方波幅值为±5V、三角波幅值为±10V。此设计具有频率可调、幅值可调的特点。
方波和三角波函数发生器电路框图如图3所示。
方波-三角波设计电路如图4所示。
参数的计算为:方波接入示波器的A通道,三角波接入示波器的B通道。双向稳压二极管将比较器的输出电平稳定在±5V,选用IN4731(4.3V),其Uo=±(4.3+0.7)=±5V,而,可变电阻Rp3、Rp4用来改变电阻比值以改变方波和三角波的输出幅值。取R2为10kΩ,则R1为20kΩ,需要改变幅值时再使用可变电阻。f0需在10Hz到1kHz的范围内以10倍频程变化,则电路用两个电容来实现10倍频程变化,甩R=Rs+Rp1来实现每个频程内的f0的连续变化,设Rs为5k Ω,则Rp1约为50kΩ,计算f0从10Hz到100Hz时电路中的电容C1有:因为,则R取Rs时频率达到最大,此时C1=250nF,f0从100Hz到1kHzft寸电路中的电容C2=25nF。
Multisim 10的仿真结果如下:A通道为方波,取纵轴坐标为5V/Div,B通道为三角波取纵轴坐标为10V/Div。手动放置坐标线有微小误差。当Rp3、Rp4都取0 kΩ时,可实现方波幅值为±5V,三角波幅值为±10V。