模电7波形发生和非线性运用.ppt

1,片头5,2,7章要点,1 振荡电路条件 2 振荡电路组成4部分 能否振荡判别 比较器（施密特触发器） 波形发生器分析,3,7.1 正弦波发生电路的自激条件和一般问题,波形发生（ 振荡器）电路概念：ui=0. u0有周期性的波形输出.,振荡电路相当于ui=0，有正反馈的放大电路。,4,7.1.2 振荡电路组成和分析方法,1组成,1）分析4部分环节（可以合用）， 2）放大电路工作分析（交直流）， 3）检查自激条件 相位平衡 A+F=2n ，断开(输入点）假设输入信号极性，用瞬时极性法判别全环路反馈到该点的极性，分析电路判断出其为正反馈，可以满足相位条件 （多处反馈逐一判定）； 幅值平衡AF=1 ，（幅值条件一般都能满足，可以调整放大器A） AF 1，不能振， 仅AF=1 ，不能起振，起振阶段需要AF 1 ，但如果 只能AF 1 ，波形失真严重。 4） 计算振荡频率。,2分析一般方法,1宽带放大电路； 2正反馈网络； 3选频网络； 4稳幅环节。,5,7.2.1 RC串并联网络的选频特性,选频结论： 当 ff0 1/ 2RC时反馈系数F1/3， 达最大值，且此时相移 F0， 电路呈纯电阻性质，即与相位相同。 当 f 偏离f0后，F值急剧下降（且F 0）， 信号几乎不能通过反馈网络。,6,7.2.2 RC 桥式正弦波振荡器,1. 电路的构成和分析,4环节， 1宽带放大电路； 2正反馈网络； 3选频网络， 4稳幅环节 稳定振荡条件 ,f=1/ 2RC,7,7.2.3 移相 新没有？,1. 电路的构成和分析,8,7.3 LC 正弦波振荡器,7.3.1 LC谐振回路的选频特性,谐振频率 并联谐振回路的品质因数 电路谐振时，电路呈阻性 i和u同相。,9,7.3.2 变压器耦合式LC正弦波振荡器, 是否可以振荡判别？ 断开(输入点）假设输入信号极性，用瞬时极性法判别全环路反馈到该点的极性，分析电路判断出其为正反馈，,7.3.3 变压器耦合式LC正弦波振荡器,1. 电感三点式LC振荡电路,10,2. 电容三点式LC振荡电路,P/10,11,7.3.4 石英晶体振荡器,P/121,晶振 是用石英谐振器控制和稳定振荡频率的电路， 特点是振荡的频率稳定度很高（即/0很小）。 石英谐振器是利用石英晶体（类似玻璃、二氧化硅等材料） 的压电效应制成的谐振器件。先将石英晶体按一定的方位 切割成薄片后抛光，然后在薄片的两个相对的表面上涂敷 银层，作为两个金属极板引线接至管脚。 品质因数Q（= 0 / L）很高，可达104106数量级.,1. 石英谐振器的电特性,串联谐振频率fS ，另有一并联谐振频率fP (阻性),12,2. 石英晶体振荡电路例,P/110,图a分立元件，电感三点式振荡器的接线相似。因为欲使反馈信号能传递到发射极，石英晶体应 工作于串联谐振点fS，此时晶体与LC回路串联，且呈纯电阻性质，阻值接近于零，故它是一种串 联型电感三点式晶振，它的振荡频率f0 = fS 。 图b同性质电抗之中点接至运放的同相输入端，故接成了正反馈，但此时石英晶体须呈电感性质， 才能组成LC并联谐振回路，输出正弦波振荡信号。因此，图b晶振的石英晶体的谐振频率应处于 fS fP之间，此时该电路为并联型电容三点式晶振电路。,a ）串联型 f0 = fs b）并联型 fsf0 fp,13,7.4 电压比较器及非正弦波发生电路,7.4.1 电压比较器,比较两个电压（一个模拟输入电压uI和一个参考电压UR）之大小，并用输出高或低电平来表示比较结果。 运放本身处于无反馈(开环)或带有正反馈的工作状态，其输出只能是正饱和电压或者是负饱和电压值。 即： 如果 u+u 则 uO = +UOM u +u 则 uO = UOM,1. 简单的电压比较器,14,例7-2,P/149,15,2.迟滞型电压比较器,P/110,加速输出电压的跳变，并使电压传输特性具有滞环。可以加强抗干扰能力，不易产生误跳变,（施密特触发器）,阈值电压,uI (比较高阈值电压）,高阈值电压,低阈值电压,uI （比较低阈值电压）,迟滞（回差）电压 U = UTH-UTL,16,例73,17,例74,求其输入输出传输曲线,18,7.4.2 非正弦波发生电路,方波、矩形波、三角波和锯齿波. （多谐波，f宽频） 基本分析方法 三基本组成部分：具有开关特性的电压比较器、反馈网络和积分延迟环节 找出具有延迟作用的反馈网络，然后假设uO为某一电平值，分析它经过延迟反馈网络后的反馈信号uf能否使比较器的输出发生跳变；接着再分析uO为另一电平值时的情形。如果上述两种跳变情况都肯定出现，则电路必然满足振荡条件。,1. 非正弦波发生电路的基础知识, 要求： 电路特征认识，工作过程分析、定性定量计算(周期、幅值),19,2. 方波波发生电路 分析,定性知道R、C 、 R1 、 R2 、 UZ和T关系,20,3. 矩形波发生电路 分析,充放电时间常数RC，R