一种方波信号发生电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种方波信号发生电路，包括依次连接的电源电路、振荡电路、电压跟随电路及电压比较电路，该振荡电路包括：基极与集电极分别通过电阻R11和电阻R13与电源电路输出端相连的高频用放大晶体管Q1，该晶体管Q1的基极及发射极分别通过电阻R12和电阻R14接地；由可调电容C13、电容C14及电感L2构成的并联谐振回路，该可调电容C13连接在晶体管Q1的集电极与地之间，晶体管Q1的集电极与地之间串接电感L2及电容C14，且电感L2与电容C14的公共端通过电容C11连接晶体管Q1的基极；且该晶体管Q1的集电极连接电压跟随电路的输入端。本实用新型通过改变可调电容的电容值即可调节输出方波信号的频率，具有电路结构简单、实现容易且实现成本较低的优点。
【专利说明】一种方波信号发生电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种波形发生电路，尤其是涉及一种频率可调的方波信号发生电路。
【背景技术】
[0002]方波信号是一种非正弦曲线的波形信号，通常在电子领域和讯号处理时出现，方波又是许多电子系统的控制信号。方波信号大体上是一样的，只是根据具体的应用环境，方波的频率、幅值及占空比不同而有所差别。
[0003]现有的方波发生器电路，一般需要两个比较器、两路高低固定电平、若干数字逻辑门，因此整个方波发生器的电路结构相对复杂，还需要消耗一定的静态功耗。实际上，无论是集成电路设计还是其他电子系统的设计，在保证功能与性能的前提下，越是简易的结构，不仅能促使系统成本的降低，而且还能使系统功能实现得更加容易。
实用新型内容
[0004]为克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提出一种电路结构简单、实现成本较低且信号频率可调的方波信号发生电路。
[0005]本实用新型采用如下技术方案实现:一种方波信号发生电路，包括依次连接的电源电路、振荡电路、电压跟随电路及电压比较电路，该振荡电路包括:基极与集电极分别通过电阻Rll和电阻R13与电源电路输出端相连的高频用放大晶体管Q1，该晶体管Ql的基极及发射极分别通过电阻R12和电阻R14接地；由可调电容C13、电容C14及电感L2构成的并联谐振回路，该可调电容C13连接在晶体管Ql的集电极与地之间，晶体管Ql的集电极与地之间串接电感L2及电容C14，且电感L2与电容C14的公共端通过电容Cll连接晶体管Ql的基极；且该晶体管Ql的集电极连接电压跟随电路的输入端。
[0006]其中，电压跟随电路包括:通过电容C21与晶体管Ql的集电极相连的高频用放大晶体管Q2，该晶体管Q2的基极及发射极分别通过电阻R22和电阻R23接地，该晶体管Q2的基极与集电极之间串接电阻R21及电感L3，该晶体管Q2的集电极通过电容C22接地，该晶体管Q2的发射极通过电容C23连接电压比较电路。
[0007]其中，电压比较电路包括运算放大器U1，该运算放大器Ul的负输入端通过电阻R31与电压跟随电路相连，正输入端接地，该运算放大器Ul的输出端连接电阻R32。
[0008]其中，在运算放大器Ul的输出端与地之间串接2个同极相连的稳压二极管VDl和VD2。
[0009]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:
[0010]本实用新型通过改变可调电容的电容值即可调节输出方波信号的频率，达到方波信号频率可调的目的；且振荡电路及电压跟随电路中的晶体管均采用高频用放大晶体管，使本实用新型能够产生高频的方波信号；本实用新型还具有电路结构简单、实现容易且实现成本较低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的电路结构示意图；
[0012]图2是本实用新型一个实施例的电路示意图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，本实用新型提出一种电路结构简单、实现成本较低且信号频率可调的方波信号发生电路，其包括依次连接的电源电路1、振荡电路2、电压跟随电路3及电压比较电路4。由电源电路I对振荡电路供电2 ;振荡电路2在满足振荡条件时发生振荡，输出正弦波信号；由电压跟随电路3对振荡电路I输出的正弦波信号进行平滑(滤除高频部分信号)及延迟放大处理；由电压比较电路4对正弦波信号与参考电压信号进行比较，输出方波信号。
[0014]结合图2所示为本实用新型的一个实施例，对本实用新型的具体电路及工作原理进一步详细描述。
[0015]电源电路I连接外部电源VCC，电源电路I包括一个31型LC滤波电路，该LC滤波电路包括电容Cl和电容C2，以及连接在电容Cl和电容C2之间的电感LI，该电感LI的一端作为电源电路I的输出端输出电压给振荡电路2。
[0016]振荡电路2采用电容三点式振荡器电路，其包括:连接在电源电路I的输出端与地之间的两个串接的分压式偏置电阻Rll和R12，该电阻Rll与电阻R12的公共端连接晶体管Ql的基极，晶体管Ql的集电极通过电阻R13连接电源电路I的输出端，晶体管Ql的发射极通过电阻R14接地，且设置旁路电容C12与电阻R14并联连接；晶体管Ql的集电极与地之间连接一个可调电容C13 ;晶体管Ql的集电极与地之间串接电感L2及电容C14，且电感L2与电容C14的公共端通过电容Cll连接晶体管Ql的基极。
[0017]电压跟随电路3包括通过电容C21与振荡电路2中晶体管Ql的集电极相连的晶体管Q2，该晶体管Q2的基极通过电阻R22连接发射极，晶体管Q2的发射极通过电阻R23接地，晶体管Q2的基极串接电阻R21及电感L3连接晶体管Q2的集电极，且晶体管Q2的集电极通过电容C22接地，该晶体管Q2的发射极连接电容C23，通过电容C23作为电压跟随电路3的输出端连接电压比较电路4。
[0018]电压比较电路4包括运算放大器Ul，该运算放大器Ul的负输入端通过电阻R31与电容C23相连、正输入端接地、参考端连接参考电压Vref及电源端连接工作电源VCC，该运算放大器Ul的输出端连接电阻R32后作为方波发生电路的输出端OUT ;且在方波发生电路的输出端OUT与地之间串接2个同极相连的稳压二极管VDl和VD2。
[0019]其中，两个稳压二极管VDl及VD2用于将输出的方波信号的电压幅值钳位于某电压幅值，起到对输出的方波信号进行电压幅值限位的作用。
[0020]本实用新型的工作原理如下:外部电源VCC经过LC滤波电路后，输出工作电压给振荡电路2 ;振荡电路2采用电容三点式振荡器电路，可调电容C12、电容C14及电感L2构成并联谐振回路，在满足起振条件后产生振荡，输出正弦波信号至电压跟随电路3 ;在电压跟随电路3中由电容C21、电容C23对输入的正弦波信号及输出处理后的正弦波信号进行滤波，当振荡电路2输出的正弦波信号到达时，电容C21充电，当电容C21到一定幅值时晶体管Q2导通，正弦波信号通过电容C23延迟处理后输出至电压比较电路4，同时电感L3及电容C22组成的滤波电路对正弦波信号进行高频分量滤波及平滑处理，因此，电压跟随电路3主要对振荡电路2输出的正弦波信号进行延迟、高频分量滤波及平滑处理，通过电容C23输出信号仍为正弦波信号；正弦波信号经过运算放大器Ul与参考电压Vref进行电压比较后，转化成方波信号从输出端OUT输出。
[0021]由于振荡电路2中是由可调电容C13、电容C14及电感L2构成并联谐振回路，谐振回路的振荡频率取决于调电容C12与电容C14的合成电容量，故，当调整可调电容C12的电容时，即可调整振荡电路2输出正弦波信号的频率，最终达到调整方波信号频率的目的。并且，晶体管Ql及晶体管Q2均采用高频用放大晶体管(比如型号2SC1906)，使本实用新型能产生高频的方波信号。
[0022]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种方波信号发生电路，包括依次连接的电源电路、振荡电路、电压跟随电路及电压比较电路，其特征在于，该振荡电路包括:基极与集电极分别通过电阻Rll和电阻R13与电源电路输出端相连的高频用放大晶体管Q1，该晶体管Ql的基极及发射极分别通过电阻R12和电阻R14接地；由可调电容C13、电容C14及电感L2构成的并联谐振回路，该可调电容C13连接在晶体管Ql的集电极与地之间，晶体管Ql的集电极与地之间串接电感L2及电容C14，且电感L2与电容C14的公共端通过电容Cll连接晶体管Ql的基极；且该晶体管Ql的集电极连接电压跟随电路的输入端。
2.根据权利要求1所述一种方波信号发生电路，其特征在于，电压跟随电路包括:通过电容C21与晶体管Ql的集电极相连的高频用放大晶体管Q2，该晶体管Q2的基极及发射极分别通过电阻R22和电阻R23接地，该晶体管Q2的基极与集电极之间串接电阻R21及电感L3,该晶体管Q2的集电极通过电容C22接地，该晶体管Q2的发射极通过电容C23连接电压比较电路。
3.根据权利要求1或2所述一种方波信号发生电路，其特征在于，电压比较电路包括运算放大器Ul，该运算放大器Ul的负输入端通过电阻R31与电压跟随电路相连，正输入端接地，该运算放大器Ul的输出端连接电阻R32。
4.根据权利要求3所述一种方波信号发生电路，其特征在于，在运算放大器Ul的输出端与地之间串接2个同极相连的稳压二极管VDl和VD2。
【文档编号】H03K3/64GK204145437SQ201420579277
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】万留杰, 蒋炜华, 董逢荣 申请人:河南机电高等专科学校