方波发生器单电源供电，分压法制造虚地，如何分析得到近似的基准值

PunkGibson

方波发生器单电源供电，分压法制造虚地，如何分析得到近似的基准值 [复制链接]

在设计一个方波发生器的时候，用的单电源供电，因此需要制造虚地。由于只允许用一个运放，所以这里制造虚地只考虑了简单的电阻分压法（更稳妥的方法应该是使用电压跟随器产生VCC/2供给下一级运放作为虚地）
但我不是很明白用这种简单的分压方法制造虚地，应该怎样计算较为准确的基准值

具体描述如下:

 

上图为我所说的单电源方波发生器。基准值由Vcc分压产生，这里按理说R6,R7,R1,R2都分到了VCC的电压，所以通过叠加原理在运放Up端产生的基准值应该是Vcc * （R7||R1||R2）/[ (R7||R1||R2) + R6]=Vcc/3=5/3V。利用Up的值进一步计算出方波频率为20khz。
计算过程如下：

 

测量发现方波频率确实为20khz左右（如下图所示），说明按照这样的思路近似计算Up没什么问题。

 

 

但是，通过输出方波的波形图（下图中的红色波形，通道A），可以看出，方波电压的平均值为（1.541+3.469）/2=1.5V，这个基准值跟刚刚算出来的5/3又是不符合的。

 

 

所以不太明白这个基准值在这种情况下应该怎么算，应不应该考虑R2的分压。如果考虑了，那么理论计算的频率值就是准确的，但计算的基准值就会和实际值矛盾，反之亦有矛盾

wenyangzeng

输出隔直流就什么问题都解决了呀

PunkGibson

wenyangzeng 发表于 2024-6-30 09:43 输出隔直流就什么问题都解决了呀

为啥要输出隔直呢，不是很明白，能否解释一下呢

maychang

【不太明白这个基准值在这种情况下应该怎么算，应不应该考虑R2的分压】

当然应该考虑。

但是，【如果考虑了，那么理论计算的频率值就是准确的，但计算的基准值就会和实际值矛盾】。这种多谐振荡器的频率理论计算误差相当大，你看看仿真波形运放输出端的电压摆动幅度就知道了。该运放输出高电平低于电源正端大约1.5~2V，输出低电平高于电源负端大约1.5~2V，每片芯片都不一样，而输出摆动幅度对频率的影响相当大。所以，这种振荡电路输出频率很难准确。