基于運(yùn)算放大器的單電源供電方波振蕩器，屬于弛張振蕩器（relaxation oscillator）類型。

電路的核心是運(yùn)放作為施密特觸發(fā)器（比較器 with hysteresis），通過RC網(wǎng)絡(luò)的充放電控制振蕩頻率。因?yàn)橹饕梢粋€(gè)帶遲滯的施密特觸發(fā)器電路構(gòu)成，上面電路也叫 hysteresis oscillator。

上圖電路 R2=R3=R4, R1 和 C1 構(gòu)成 RC 網(wǎng)絡(luò)。

工作過程分為兩個(gè)階段：

輸出高電平階段（V? ≈ VCC）：

• 上限閾值電壓 UT 為 2/3VCC, 也就是同相引腳電壓，縮寫為 V+
• 閾值電壓 UT 由R2 和 R3 并聯(lián)，再和 R4 串聯(lián)構(gòu)成的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)決定。輸出電壓為高電平時(shí) R2 和 R3 相當(dāng)于并聯(lián)。
• 當(dāng)運(yùn)放輸出為高電平（接近VCC）時(shí)，反相輸入（-）的電壓通過R1對(duì)電容C1充電。電容電壓（V_C）從初始值（如0V）指數(shù)上升，充電目標(biāo)為上限閾值閾值電壓 UT。
• 當(dāng)電容電壓V_C（即V?，反相引腳電壓）上升到超過上限閾值（HT ≈ 2VCC/3）時(shí)，運(yùn)放輸出翻轉(zhuǎn)為低電平（V? ≈ 0V）

輸出低電平階段（V? ≈ 0V）：

• 下限閾值電壓 LT 為 1/3VCC, ，也就是反相引腳電壓，縮寫為V-
• 閾值電壓 LT 由R2 和 R4 并聯(lián)，再和 R3 串聯(lián)構(gòu)成的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)決定。輸出電壓為低電平時(shí) R2 和 R4 相當(dāng)于并聯(lián)。
• 當(dāng)運(yùn)放輸出為低電平（接近0V）時(shí)，電容C1通過R1放電，電容電壓V_C指數(shù)下降，放電目標(biāo)為 1/3VCC。
• 當(dāng)電容電壓V_C（即V?，反相引腳電壓）下降到超過下限閾值（LT ≈ 1VCC/3）時(shí)，運(yùn)放輸出翻轉(zhuǎn)為高電平（V? ≈ VCC）

面包板上搭建的實(shí)驗(yàn)電路：

運(yùn)放LM358P、LF353 等常見運(yùn)放皆可，供電電壓我使用 VCC=6V。

上電瞬間波形圖：

CH1(黃色)：接運(yùn)放輸出引腳。在高低電平之間來回切換。

CH2(青色)：接運(yùn)放反相輸入引腳。電容充電、放電兩個(gè)過程循環(huán)。

CH3(紫色)：接運(yùn)放同相輸入引腳。在 2V~4V 之間跳變，構(gòu)成上下限閾值電壓。

可見，上電一瞬間，由于電容 C1 兩端電壓不能突變，其上電瞬時(shí)電壓為0，低于同相引腳電壓，導(dǎo)致運(yùn)放輸出高電平。同相引腳電壓，即閾值電壓，在 2V~4V 之間跳變，基本符合 1VCC/3 和 2VCC/3 的計(jì)算。當(dāng)反相引腳電壓（電容充電）高于上限閾值電壓 UT 時(shí)，運(yùn)放輸出電壓由高電平翻轉(zhuǎn)為低電平；當(dāng)反相引腳電壓（電容放電）低于下限閾值電壓 LT 時(shí)，運(yùn)放輸出電壓由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平

振蕩循環(huán)由上述過程重復(fù)構(gòu)成：輸出高→電容充電→觸發(fā)翻轉(zhuǎn)→輸出低→電容放電→觸發(fā)翻轉(zhuǎn)→輸出高，形成連續(xù)方波。