运放篇——正负对称方波发生器

在为了达到方波输出的过程中，需要从电压比较器了解起。

1.电压比较器

电压比较器可以看成数学中的不等式，存在一个比较的过程。判断一个比较器的性能主要从两个方面来看 ：
1.灵敏度（精确控制）
2.响应时间 （快速控制）
电压比较器可以使用运放来做，也可以使用集成电压比较器来做。二者的区别在于：
与运放做的电压比较器相比，集成电压比较器的增益较低，失调电压大，共模抑制比比较小，因次，灵敏度不高，比如常见的LM339。集成电压比较器输出状态改变的响应时间是3~30us左右。

集成电压比较器的输出如果是集电极开路形式，需要加上拉电阻，比如LM339接成电压比较器的形式。
电压比较器工作的时候，是处于开环，且开环电压放大倍数都非常的大。所以能够保证输出是直接接近电源电压。

过零比较器

2.滞回比较器

滞回比较器也叫迟滞比较器，电压比较器只有一个阈值电压。滞回比较器可以设置两个阈值电压。设置两个阈值范围的好处是可以避免在阈值附近波动电压。如果单一阈值比较器不停的产生响应，会造成系统的振荡。
滞回比较器虽然灵敏度降低，但是抗干扰的能力大大增加！

比如在设置光照的系统中，如果干扰信号加上有用的输出信号在单一阈值范围附近波动，灯泡会不停的 处于开关状态。

比如在电池充电的系统中，如果充满的电压仅仅是一个单一的阈值电压，那么控制系统在接近电池充满的状态，不停的充电和关闭。

迟滞比较器

3.方波发生器

根据迟滞比较器的输出特性曲线可知，只要在迟滞比较器的信号输入端引入适当的信号电压，就能在输出端得到相应的矩形波。方波属于矩形波的特殊情况。
利用RC充放电的特性，将输出电压通过RC反馈到运放的反相输入端，就可以得到矩形波。
交流方波原理图

从上面的仿真可以看到，其实还没有到正负对称的方波要求。思考原因是什么？

LM358不是RRIO型的运放，输出不对称，如是选择RRIO型MCP6002做仿真

实现正负对称方波发生器！

4.总结

4.1实现方波的形式:

1.CD4060二进制计数器，只需要设置电阻电容即可到达到要求
2.施密特触发器，如果只能单电源供电，方波相对于“地”。只能为正
3.反相器构成的多谐振荡器
4.运放构成的方波发生器
5.D触发器加分频器
6.晶振加外围电路（比较准确的方波）

4.2实现正负对称方波

1.使用双电源
2.使用运放搭建的加法电路进行电平的平移
3.运放要选择RRIO型运放
4. 改变“地”参考电

参考资料：
1.百度百科
2.《模拟电子技术基础》