什么是方波發生器？

方波發生器是一種能夠產生方波的非正弦波形振蕩器，其工作原理是通過施密特觸發電路實現。施密特觸發電路主要由電阻器、電容器和施密特反相器組成。電容器通過電阻器以正方向充電，當電容器兩端的電荷達到施密特觸發器的上限閾值電平時，施密特反相器的輸出從邏輯電平ONE迅速變為邏輯電平ZERO，流經電阻的電流改變方向。此時，電容器開始通過同一電阻器自身放電，直到電容器板上的電荷達到較低的閾值水平。當逆變器輸出再次切換狀態時，只要存在電源電壓，該循環便會不斷重復自身。

方波發生器在各種領域中都有廣泛的應用。在電子測試和測量中，它可以用于測試和測量電路的響應和性能，如頻率響應、幅度響應、相位響應等。在音頻和視頻制作中，它可以用于產生各種類型的聲音和視頻信號。在通信系統中，它可以用于測試和測量通信系統的性能，例如在無線電通信中用于產生無線電信號以測試接收器的性能。此外，在儀器校準、教育和研究等領域也有廣泛的應用。

接下來小編給大家分享一些方波發生器電路圖，以及簡單分析它們的工作原理。

方波發生器電路圖分享

1、采用uA741運算放大器的方波發生器電路圖

uA 741 是一種非常流行的單片運算放大器 IC，可用于多種應用。 uA741運算放大器首先由Signetics推出，現在有很多制造商生產。 uA741 通常采用 8 引腳 DIP 塑料封裝，并包含單個運算放大器。 uA741 的典型應用是微分器、積分器、加法器、減法器、差分放大器、儀表放大器、小信號音頻放大器、頻率發生器等。盡管 uA741 通常采用分離電源供電，但也可以采用單電源供電。 uA741運放的引腳配置如下圖所示。

uA741的電源電壓范圍為+/- 5V至+/- 18V。引腳 1 和 5 用于偏移誤差調整。這可以通過將 10K 電位計的一端連接到引腳 1,2 并將 viper 連接到引腳 4 來完成。 uA741 可以消耗的最大功率為 500mW。對于任何需要超過上述額定功率的應用，都需要額外的驅動電路。

使用 uA741 運算放大器可以生成各種頻率和占空比的方波。采用uA741的典型方波振蕩器電路圖如下圖所示。

電路圖中電容器C1和電位器R1構成定時部分。電阻器 R2 和 R3 形成一個分壓器網絡，該網絡將輸出電壓的固定部分提供給運算放大器的非反相引腳作為參考電壓。

最初，電容器 C1 兩端的電壓為零，運算放大器的輸出將為高電平。結果，電容器 C1 開始通過電位器 R1 充電至正電壓。當 C1 充電到一定電平，使得運算放大器反相端的電壓高于非反相端的電壓時，運算放大器的輸出擺動到負值。電容器通過 R1 快速放電，然后開始充電至負電壓。當 C1 充電至負電壓，使得反相輸入端的電壓比同相引腳的電壓更負時，運算放大器的輸出擺回到正電壓。現在，電容器通過 R1 快速釋放負電壓，并開始充電至正電壓。這個循環不斷地重復，結果將在輸出端產生一個在 +Vcc 和 -Vcc 之間擺動的連續方波。

2、使用晶體振蕩器的方波發生器電路圖

時鐘脈沖是數字電路的生命線，有不同類型的振蕩器可以為我們的電路產生時鐘脈沖。但最重要的是，沒有什么比基于晶體的振蕩器的效率和穩定性更好的了。甚至微控制器也使用晶體振蕩器，因為它的穩定性和準確性能夠以預定義的頻率產生時鐘脈沖。下次當您的項目需要穩定的方波輸入時，您就不必太擔心了。在該電路中，我們將看到如何使用石英晶體產生方波及其工作說明。

石英晶體的工作原理是基于壓電效應，即當電荷施加到石英晶體板時，它就會振動。基本上將電能轉化為機械能。此特性用于構建石英晶體，其中放置石英片并連接電極。當施加電荷/電流時，它會產生預定頻率的振動，進而可以使用與其連接的外部組件將其導出為穩定波形。這正是我們在該電路中要做的，使用外部組件來獲得固定頻率的所需信號。

反相器U1觸發該振蕩器電路的啟動。通過將反饋電阻器 R1 連接到輸出和輸入，它將部分輸出饋送到輸入。考慮逆變器初始開啟時處于低電平狀態。反相器的輸出進入高電平狀態，這被反饋到輸入。這會給電容器 C1 充電，并且逆變器將其輸出切換回低狀態。通過這樣做，逆變器將在其線性區域運行。在該電路中，U1 的最大輸出電壓將為Vcc/2。 R1 和 U1 的組合將產生 180 度異相的正弦波。

另一方面，電阻器 R2 限制流入晶體的電流以防止損壞。來自U1的正弦波與電容C1、C2和晶體結合將產生另一個正弦波。這也將產生 180 度異相。這兩個180°異相信號一起將給出360°異相的信號輸出，這將滿足穩定和持續振蕩的巴克豪森標準。

U2充當逆變器，接收正弦波輸入并給出方波作為20Mhz頻率的輸出。 R2、C1 和 C2 的元件選擇對于獲得所需頻率非常重要。 C1 和 C2 應為 10pF，R2 應為 270 歐姆，以獲得穩定的 20Mhz 方波。您可以在數據表中檢查您的晶體應使用什么負載電容才能以所需的頻率運行。

3、使用IC741的方波發生器電路圖

無穩態多諧振蕩器具有重要意義，因此在各種電子電路中得到廣泛應用。大多數情況下，我們采用 NE 555 定時器 IC作為無穩態多諧振蕩器，但在此方波發生器中，我們使用運算放大器 (Op-Amp) 作為多諧振蕩器。電路的工作方式非常簡單，而且構建起來也非常便宜。

該多諧振蕩器的工作方式與比較器相同，通過比較兩個輸入電壓并給出有關輸入電壓值的輸出信號。當電路打開時，C1 開始通過電阻器 R1 和 R2 充電。電阻器 R2 是可變電阻器它用于改變輸出信號的頻率范圍。當電容器兩端的電壓上升到 R3 和 R4 結點以上時，輸出切換到完全負電壓。C1 將開始放電并沿相反方向充電。

當 C1 上的負電壓降至引腳 3 以下時，電路快速切換回完全正的輸出值，從而發出高信號。上述循環無限重復，從而通過引腳輸出一系列方波脈沖3.電容值應在1uf左右，該電路能夠輸出頻率為（1Hz-25Hz）的信號。