軌到軌輸入和輸出(RRIO)運(yùn)算放大器(包括FET和BJT)已經(jīng)存在很長(zhǎng)時(shí)間了，但它們能通過(guò)簡(jiǎn)單電路生成多功能波形仍然令人驚訝。圖1是一個(gè)示例，它可以輸出各種精密波形，同時(shí)僅使用一個(gè)雙RRIO運(yùn)算放大器作為唯一的有源器件。

圖1：來(lái)自兩個(gè)運(yùn)算放大器的緩沖三角波、鋸齒波和方波。

以下是它的工作原理。放大器A2對(duì)A1的軌到軌輸出和波形控制電阻R2之差進(jìn)行積分，以產(chǎn)生三角波輸出Tout。積分的時(shí)間常數(shù)由R1C1設(shè)置，R1C1與R2結(jié)合產(chǎn)生以下正負(fù)斜率：dV+/dt=VR2/R1C1dV–/dt=(VR2–Vdd)/R1C1如圖2所示，如果VR2=Vdd/2，則產(chǎn)生對(duì)稱三角波形；如果VR2＜Vdd/2，則產(chǎn)生正斜坡鋸齒波；如果VR2＞Vdd/2，則產(chǎn)生負(fù)鋸齒波。正如稍后將提到的，方波Pout的占空比也由R2控制。

圖2：Tout波形與R2的關(guān)系，其中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)稱三角波形、正斜坡鋸齒波和負(fù)斜坡鋸齒波。

Tout波形圍繞Vdd/2對(duì)稱，其峰峰值幅度由R3設(shè)置，范圍從0(完全逆時(shí)針?lè)较?到Vdd(完全順時(shí)針?lè)较?，如圖3所示。

圖3：Tout幅度與R3的關(guān)系，其中Tout波形的峰峰值幅度由R3在0到Vdd的范圍內(nèi)設(shè)置。

A1充當(dāng)比較器，由Tout(按R3設(shè)置縮放)與R5/R6提供的Vdd/2參考電壓之差觸發(fā)。通過(guò)R4循環(huán)的正反饋使A1周期性地翻轉(zhuǎn)并反轉(zhuǎn)Tout三角波斜坡的方向。R4與R3的比率決定了A2切換狀態(tài)所需的Tout峰值偏移，從而設(shè)置Tout的Vpp幅度。A1的0V至Vdd矩形波信號(hào)作為Pout輸出提供，當(dāng)R2從0變化至Vdd(完全順時(shí)針?lè)较?時(shí)，占空比從0%變化至100%。振蕩頻率受所有三個(gè)電位器的影響，但Tout波形、幅度和Pout占空比都是相互獨(dú)立的。因此，設(shè)置各種參數(shù)最快捷、最簡(jiǎn)單的方法(最不產(chǎn)生“追尾”現(xiàn)象的方法)是先設(shè)置R2和R3以獲得所需的波形和幅度，然后將R1調(diào)整到所需的頻率。在某種程度上取決于Vdd的選擇，總電流消耗約為2mA(不包括輸出負(fù)載)。使用TLV2372的最大振蕩頻率約為10kHz，但如果需要更高的速度，則可以使用更快的放大器，因?yàn)檫\(yùn)算放大器能夠處理更高的電壓。當(dāng)然，雙極性電源可以順應(yīng)雙極性輸出。