第八章+波形的发生和信号的转换111.ppt

模拟电子技术基础 主讲 物理与电子工程学院周功明 8 2 1 2 第8章波形的发生和信号的转换 结束 8 1正弦波振荡电路 8 2电压比较器 8 3非正弦波发生电路 8 4利用集成运放实现的信号转换电路 8 5锁相环及其在信号转换电路中的应用 第八章波形的发生和变换电路 本章主要讲述正弦波振荡电路 非正弦波发生电路 波形转换和信号转换电路等 重点掌握正弦波振荡的平衡条件 并能够依据相位平衡条件正确判断电路是否可能产生振荡 掌握单限 滞回比较器的工作原理和传输特性 正确理解由集成运放构成的矩形波 三角波和锯齿波发生电路的工作原理 波形和参数 了解信号转换电路的工作原理 Home 内容简介 8 波形的发生和信号的转换 教学要求 一 重点掌握的内容 1 产生正弦波振荡的相位平衡条件和幅度平衡条件 2 RC文氏桥振荡电路的特点 起振条件以及振荡频率的估算 3 判断变压器耦合 电感三点式 电容三点式振荡电路是否满足振荡的相位平衡条件 二 一般掌握的内容1 RC文氏桥振荡电路的选频特性 2 变压器耦合 电感三点式 电容三点式正弦波振荡电路振荡频率的估算 3 各种正弦波振荡电路的特点 根据要求选择合适的振荡电路 三 一般了解的内容1 RC文氏桥正弦波振荡电路幅度稳定的措施 2 石英晶体振荡电路的工作原理及特点 3 非正弦波振荡电路的工作原理 8 6 1 6 第8章波形的发生和信号的转换 结束 8 1 1概述 只有正反馈电路才能产生自激振荡 8 1正弦波振荡电路 8 7 1 7 第8章波形的发生和信号的转换 结束 8 1 1概述 只有正反馈电路才能产生自激振荡 8 1正弦波振荡电路 8 8 1 8 第8章波形的发生和信号的转换 结束 一 产生正弦波振荡的条件 8 9 1 9 第8章波形的发生和信号的转换 结束 一 产生正弦波振荡的条件 8 10 1 10 第8章波形的发生和信号的转换 结束 如果 1 正反馈足够强 输入信号为0时仍有信号输出 这就是产生了自激振荡 2 要获得非正弦自激振荡 反馈回路中必须有RC积分电路 例如 前面介绍的方波发生器 三角波发生器 锯齿波发生器等 3 要获得正弦自激振荡 反馈回路中必须有选频电路 所以将放大倍数和反馈系数写成 8 11 1 11 第8章波形的发生和信号的转换 结束 自激振荡的条件 因为 所以 自激振荡条件也可以写成 1 振幅条件 2 相位条件 n是整数 相位条件意味着振荡电路必须是正反馈 振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到 8 12 1 12 第8章波形的发生和信号的转换 结束 自激振荡的条件 因为 所以 自激振荡条件也可以写成 1 振幅条件 2 相位条件 n是整数 相位条件意味着振荡电路必须是正反馈 振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到 8 13 1 13 第8章波形的发生和信号的转换 结束 问题2 如何稳幅 起振后 输出将逐渐增大 若不采取稳幅 这时若 AF 仍大于1 则输出将会饱和失真 达到需要的幅值后 将参数调整为AF 1 即可稳幅 具体方法将在后面具体电路中介绍 起振并能稳定振荡的条件 8 14 1 14 第8章波形的发生和信号的转换 结束 二 正弦波振荡电路的组成及分类 1 放大电路 保证电路能够有从起振到动态平衡的过程 使电路获得一定幅值的输出量 实现能量的控制 1 正弦波振荡电路必须由以下四个部分组成 2 选频网络 确定电路的振荡频率 使电路产生单一频率的振荡 即保证电路产生正弦波振荡 3 正反馈网络 引人正反馈 使放大电路的输入信号等于反馈信号 4 稳幅环节 也就是非线性环节 作用是使输出信号幅值稳定 2 正弦波振荡电路的分类 选频网络组成 R C和L C 正弦波振荡器命名 石英晶体 1MHZ以下 1MHZ以上 振荡频率非常稳定 8 16 1 16 第8章波形的发生和信号的转换 结束 2 正弦波振荡电路的分类 正弦波振荡电路常用选频网络所用元件来命名 分为RC正弦波振荡电路 LC正弦波振荡电路和石英晶体正弦波振荡电路三种类型 RC正弦波振荡电路的振荡频率较低 一般在1MHz以下 LC正弦波振荡电路的振荡频率多在1MHz以上 石英晶体正弦波振荡电路也可等效为LC正弦波振荡电路 其特点是振荡频率非常稳定 8 17 1 17 第8章波形的发生和信号的转换 结束 4 稳幅环节 也就是非线性环节 作用是使输出信号幅值稳定 2 正弦波振荡电路的分类 正弦波振荡电路常用选频网络所用元件来命名 分为RC正弦波振荡电路 LC正弦波振荡电路和石英晶体正弦波振荡电路三种类型 RC正弦波振荡电路的振荡频率较低 一般在1MHz以下 LC正弦波振荡电路的振荡频率多在1MHz以上 石英晶体正弦波振荡电路也可等效为LC正弦波振荡电路 其特点是振荡频率非常稳定 三 判断能否产生正弦波振荡 1 观察电路是否包含了四个主要部分 2 检查放大电路是否工作在放大状态 三极管放大电路必须有合适的静态工作点 集成运放应有负反馈 使其工作在线性区 3 利用瞬时极性法判断选频或反馈网络是否引入了正反馈 即满足相位平衡条件 4 检查是否满足幅度平衡和起振条件 尤其是起振条件 8 1 2RC正弦波振荡电路 8 1 2 1RC串并联网络振荡电路 电路组成 放大电路 集成运放A 选频与正反馈网络 R C串并联电路 稳幅环节 RF与R 组成的负反馈电路 图8 2 1 图8 1 2 一 RC串并联网络的选频特性 Z1 Z2 取R1 R2 R C1 C2 C 令 则 得RC串并联电路的幅频特性为 相频特性为 最大 F 0 1 3 90 90 图8 1 3 二 振荡频率与起振条件 1 振荡频率 2 起振条件 f f0时 由振荡条件知 所以起振条件为 同相比例运放的电压放大倍数为 即要求 三 振荡电路中的负反馈 引入电压串联负反馈 可以提高放大倍数的稳定性 改善振荡电路的输出波形 提高带负载能力 反馈系数 改变RF 可改变反馈深度 增加负反馈深度 并且满足 则电路可以起振 并产生比较稳定而失真较小的正弦波信号 采用具有负温度系数的热敏电阻RT代替反馈电阻RF 可实现自动稳幅 RT 图8 2 4 8 24 1 24 第8章波形的发生和信号的转换 结束 8 1 2RC正弦波振荡电路 用RC电路构成选频网络的振荡电路即所谓的RC振荡电路 可选用的RC选频网络有多种 这里只介绍文氏桥选频电路 四 RC串并联选频网络 R1与R2不等 8 25 1 25 第8章波形的发生和信号的转换 结束 时 相移为0 8 26 1 26 第8章波形的发生和信号的转换 结束 如果 R1 R2 R C1 C2 C 则 传递函数 相频特性 幅频特性 8 27 1 27 第8章波形的发生和信号的转换 结束 五 RC桥式正弦波振荡电路 所以 要满足相位条件 只有在fo处 因为 例题 R 1k C 0 1 F R1 10k Rf为多大时才能起振 振荡频率f0 AF 1 A 3 Rf 2R1 2 10 20k 1592Hz 起振条件 8 29 1 29 第8章波形的发生和信号的转换 结束 能自行启动的电路 1 起振时 RT略大于2R1 使 AF 1 以便起振 起振后 uo逐渐增大则RT逐渐减小 使得输出uo为某值时 AF 1 从而稳幅 8 30 1 30 第8章波形的发生和信号的转换 结束 能自行启动的电路 2 R22为一小电阻 使 R21 R22 略大于2R1 AF 1 以便起振 随着uo的增加 R22逐渐被短接 A自动下降到使 AF 1 使得输出uo稳定在某值 8 31 1 31 第8章波形的发生和信号的转换 结束 输出频率的调整 通过调整R或 和C来调整频率 C 双联可调电容 改变C 用于细调振荡频率 K 双联波段开关 切换R 用于粗调振荡频率 六 振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路 8 32 1 32 第8章波形的发生和信号的转换 结束 电子琴的振荡电路 能自动稳幅的振荡电路 起振时Rt较大使A 3 易起振 当uo幅度自激增长时 Rt减小 A减小 当uo幅度达某一值时 A 3 当uo进一步增大时 RT再减小 使A 3 因此uo幅度自动稳定于某一幅值 能自动稳幅的振荡电路 起振时D1 D2不导通 Rf1 Rf2略大于2R1 随着uo的增加 D1 D2逐渐导通 Rf2被短接 A自动下降 起到稳幅作用 将Rf分为Rf1和Rf2 Rf2并联二极管 EWB演示 RC振荡器 8 35 1 35 第8章波形的发生和信号的转换 结束 七 用分立元件组成的RC振荡器 补充介绍 ube RC网络正反馈 RF RE1组成负反馈 调整到合适的参数则可产生振荡 例 设计一个19Hz 212Hz 190Hz 2 12kHz 19Hz 21 2kHz三波段的RC振荡器 解 用RC文氏电桥振荡器实现 根据确定R1 3K RW 30K C1 0 25 F C2 0 25 F C3 0 25 F 例 设计一个19Hz 212Hz 190Hz 2 12kHz 19Hz 21 2kHz三波段的RC振荡器 解 低频档 C1 0 25 F 当电位器调至最大时 R1 Rw 33k 此时 当电位器调至最小时 R1 Rw 3k 此时 频率调节范围 19Hz 212Hz 中频档 C2 0 025 F 当电位器调至最大时 R2 Rw 33k 此时 当电位器调至最小时 R2 Rw 3k 此时 频率调节范围 190Hz 2 12kHz 高频档 C3 0 0025 F 当电位器调至最大时 R1 Rw 33k 此时 当电位器调至最小时 R1 Rw 3k 此时 频率调节范围 1 9kHz 21 2kHz 三档之间互相有覆盖 能在19Hz 21 2kHz的全部频率范围内连续可调 某同学连接了一个如图所示的文氏桥振荡器 但电路不振荡 1 请你帮他找出错误 并在图中加以改正 2 若要求振荡频率为480Hz 试确定R的阻值 错 A 交换 R1 R2交换 取标称值33k 8 1 2 2其他形式的RC振荡电路 1 RC移相电路 1 RC超前移相电路 2 RC滞后移相电路 2 RC移相式振荡电路 在f0处 满足相位条件 8 1 2 2其他形式的RC振荡电路 3 移相式振荡电路 集成运放产生的相位移 A 180 如果反馈网络再相移180 即可满足产生正弦波振荡的相位平衡条件 振荡频率为 270 180 90 当f f0时 相移180 满足正弦波振荡的相位条件 起振条件 RF 12R 图8 2 6 4 双T选频网络振荡电路 振荡频率约为 当f f0时 双T网络的相移为 F 180 反相比例运放的相移 A 180 因此满足产生正弦波振荡的相位平衡条件 如果放大电路的放大倍数足够大 同时满足振幅平衡条件 即可产生正弦波振荡 图8 2 8 三种RC振荡电路的比较 8 46 1 46 第8章波形的发生和信号的转换 结束 8 1 3LC正弦波振荡电路 LC振荡电路的选频电路由电感和电容构成 可以产生高频振荡 由于高频运放价格较高 所以一般用分立元件组成放大电路 本节只对LC振荡电路做一简单介绍 重点掌握相位条件的判别 一 LC谐振回路的频率特性 8 47 1 47 第8章波形的发生和信号的转换 结束 谐振时回路电流比总电流大的多 外界对谐振回路的影响可以忽略 8 48 1 48 第8章波形的发生和信号的转换 结束 由LC谐振回路构成的选频放大电路 8 49 1 49 第8章波形的发生和信号的转换 结束 二 变压器反馈式振荡电路 1 工作原理 图8 1 13在选频放大电路中引正反馈 8 50 1 50 第8章波形的发生和信号的转换 结束 变压器反馈式振荡电路 图8 1 14变压器反馈式振荡电路 8 51 1 51 第8章波形的发生和信号的转换 结束 变压器反馈式振荡电路的交流通路 图8 1 15变压器反馈式振荡电路的交流通路 8 52 1 52 第8章波形的发生和信号的转换 结束 2 振荡频率及起振条件 变压器反馈式振荡电路的交流等效电路 图8 1 16变压器反馈式振荡电路的交流等效电路 8 53 1 53 第8章波形的发生和信号的转换 结束 振荡频率及起振条件的分析 变压器原边 变压器副边 整理可得 其中 8 54 1 54 第8章波形的发生和信号的转换 结束 其品质因数 当Q 1时 振荡频率为 8 55 1 55 第8章波形的发生和信号的转换 结束 根据 得 3 优缺点 1 易于起振 2 输出电压失真小 3 应用范围广 4 耦合不紧 损耗大 振荡频率稳定性不高 8 56 1 56 第8章波形的发生和信号的转换 结束 三 电感反馈式振荡电路 1 电路组成 图8 1 17电感反馈式振荡电路 2 工作原理 8 57 1 57 第8章波形的发生和信号的转换 结束 图8 1 18电感反馈式振荡电路的交流通路 8 58 1 58 第8章波形的发生和信号的转换 结束 例 正反馈 频率由C L1 L2谐振网络决定 设uB uC uD uB uL2 ube uL1 D 8 59 1 59 第8章波形的发生和信号的转换 结束 3 振荡频率和起振条件 图8 1 19电感反馈式振荡电路的交流等效电路 8 60 1 60 第8章波形的发生和信号的转换 结束 振荡频率 反馈系数 8 61 1 61 第8章波形的发生和信号的转换 结束 根据 得起振条件 通常应通过实验确定N2与N1的比值 一般在1 8 1 4之间 4 优缺点 1 耦合紧 振幅大 2 频率调节范围宽 3 输出波形中含有高次谐波 8 62 1 62 第8章波形的发生和信号的转换 结束 四 电容反馈式振荡电路 1 电路组成 2 工作原理 图8 1 20电容反馈式振荡电路 8 63 1 63 第8章波形的发生和信号的转换 结束 正反馈 设uB uC uC1 uC2 uB 频率由L C1 C2组成的谐振网络决定 uC1 uC1减小时 uC2如何变化 设L C1 C2组成的谐振网络中的电流为i 则 8 64 1 64 第8章波形的发生和信号的转换 结束 3 振荡频率和起振条件 振荡频率 反馈系数 电压放大倍数 8 65 1 65 第8章波形的发生和信号的转换 结束 起振条件 优缺点 1 输出波形中高次谐波少 波形好 2 频率调节不太方便 3 频率稳定度受极间电容影响较大 8 66 1 66 第8章波形的发生和信号的转换 结束 起振条件 优缺点 1 输出波形中高次谐波少 波形好 2 频率调节不太方便 3 频率稳定度受极间电容影响较大 8 67 1 67 第8章波形的发生和信号的转换 结束 回路总电容 C3 C1 C3 C2 振荡器的振荡频率为 振荡频率高于100MHz时 应采用共基放大电路 8 68 1 68 第8章波形的发生和信号的转换 结束 图8 1 23采用共基放大电路的电容反馈式振荡电路 8 69 1 69 第8章波形的发生和信号的转换 结束 2 席勒 Siler 振荡器 8 70 1 70 第8章波形的发生和信号的转换 结束 振荡器的振荡频率为 回路总电容 8 71 1 71 第8章波形的发生和信号的转换 结束 8 1 4石英晶体正弦波振荡电路 一 石英晶体的特点 8 72 1 72 第8章波形的发生和信号的转换 结束 8 73 1 73 第8章波形的发生和信号的转换 结束 压电效应当晶体受外力作用而形变 如伸缩 切变 扭曲等 时 就在它对应的表面上产生正 负电荷 呈现出电压 2 石英晶体的等效电路和振荡频率 反压电效应当在晶体两端面加电压时 晶体又会产生机械形变 若电压为交变电压 则晶体就会发生周期性的振动 且具有一固有谐振频率 同时会有电流流过晶体 1 压电效应和压电振荡 8 74 1 74 第8章波形的发生和信号的转换 结束 a 谐振频率附近的等效电路 b 频率特性曲线 图8 1 28石英晶体的等效电路及其频率特性 8 75 1 75 第8章波形的发生和信号的转换 结束 品质因数为 频率稳定度 串联谐振频率和并联谐振频率为 8 76 1 76 第8章波形的发生和信号的转换 结束 二 石英晶体正弦波振荡电路 1 并联型石英晶体正弦波振荡电路 图8 1 29并联型石英晶体振荡电路 8 77 1 77 第8章波形的发生和信号的转换 结束 2 串联型石英晶体振荡电路 图8 1 30串联型石英晶体振荡电路 8 78 1 78 第8章波形的发生和信号的转换 结束 2 串联型石英晶体振荡电路 图8 1 30串联型石英晶体振荡电路 8 79 1 79 第8章波形的发生和信号的转换 结束 2 串联型石英晶体振荡电路 图8 1 30串联型石英晶体振荡电路 8 80 1 80 第8章波形的发生和信号的转换 结束 二 集成运放的非线性工作区 图8 2 1集成运放工作在非线性区的电路特点及其电压传输特性 8 81 1 81 第8章波形的发生和信号的转换 结束 二 集成运放的非线性工作区 图8 2 1集成运放工作在非线性区的电路特点及其电压传输特性 8 82 1 82 第8章波形的发生和信号的转换 结束 8 2 2单限比较器 一 过零比较器 8 83 1 83 第8章波形的发生和信号的转换 结束 例 利用电压比较器将正弦波变为方波 仿真 8 84 1 84 第8章波形的发生和信号的转换 结束 电路改进1 用二极管进行输入限幅 图8 2 4电压比较器输入级的保护电路 8 85 1 85 第8章波形的发生和信号的转换 结束 电路改进2 用稳压管稳定输出电压 8 86 1 86 第8章波形的发生和信号的转换 结束 特点 运放处于开环状态 当ui UR时 uo Uom当ui UR时 uo Uom 1 若ui从同相端输入 二 一般单限比较器 8 87 1 87 第8章波形的发生和信号的转换 结束 UR 当uiUR时 uo Uom 2 若ui从反相端输入 8 88 1 88 第8章波形的发生和信号的转换 结束 3 若ui与参考电压UREF在同端输入 图8 2 7一般单限比较器及其电压传输特性 8 89 1 89 第8章波形的发生和信号的转换 结束 令 分析电压传输特性的三要素 1 根据限幅电路确定电压比较器的输出低电平UOL和高电平UOH 2 写出uN uP的表达式 令uN uP求出UT 3 根据输出信号的跃变反向 确定反相输入还是同相输入 8 90 1 90 第8章波形的发生和信号的转换 结束 令 分析电压传输特性的三要素 1 根据限幅电路确定电压比较器的输出低电平UOL和高电平UOH 2 写出uN uP的表达式 令uN uP求出UT 3 根据输出信号的跃变反向 确定反相输入还是同相输入 8 91 1 91 第8章波形的发生和信号的转换 结束 8 2 3滞回比较器 图8 2 9滞回比较器及其电压传输特性 一 反相输入滞回比较器 8 92 1 92 第8章波形的发生和信号的转换 结束 分析 1 因为有正反馈 所以输出饱和 2 当uo正饱和时 uo UOM U 3 当uo负饱和时 uo UOM 特点 电路中使用正反馈 运放处于非线性状态 1 没加参考电压的反相输入滞回比较器 8 93 1 93 第8章波形的发生和信号的转换 结束 分别称 UT和 UT上下阈值电压 称 UT UT 为回差 当ui增加到UT时 输出由Uom跳变到 Uom 当ui减小到UT时 输出由 Uom跳变到Uom 传输特性 小于回差的干扰不会引起跳转 跳转时 正反馈加速跳转 8 94 1 94 第8章波形的发生和信号的转换 结束 分别称 UT和 UT上下阈值电压 称 UT UT 为回差 当ui增加到UT时 输出由Uom跳变到 Uom 当ui减小到UT时 输出由 Uom跳变到Uom 传输特性 小于回差的干扰不会引起跳转 跳转时 正反馈加速跳转 8 95 1 95 第8章波形的发生和信号的转换 结束 分别称 UT和 UT上下阈值电压 称 UT UT 为回差 当ui增加到UT时 输出由Uom跳变到 Uom 当ui减小到UT时 输出由 Uom跳变到Uom 传输特性 小于回差的干扰不会引起跳转 跳转时 正反馈加速跳转 8 96 1 96 第8章波形的发生和信号的转换 结束 分别称 UT和 UT上下阈值电压 称 UT UT 为回差 当ui增加到UT时 输出由Uom跳变到 Uom 当ui减小到UT时 输出由 Uom跳变到Uom 传输特性 小于回差的干扰不会引起跳转 跳转时 正反馈加速跳转 8 97 1 97 第8章波形的发生和信号的转换 结束 例 R1 10k R2 20k UOM 12V UR 9V当输入ui为如图所示的波形时 画出输出uo的波形 8 98 1 98 第8章波形的发生和信号的转换 结束 首先计算上下门限电压 8 99 1 99 第8章波形的发生和信号的转换 结束 首先计算上下门限电压 8 100 1 100 第8章波形的发生和信号的转换 结束 uP 0时翻转 可以求出上下门限电压 二 同相输入滞回比较器 当u u 0时 uo UOM当u u 0时 uo UOM 1 没加参考电压的同相输入滞回比较器 8 101 1 101 第8章波形的发生和信号的转换 结束 上下阈值电压 8 102 1 102 第8章波形的发生和信号的转换 结束 上下阈值电压 8 103 1 103 第8章波形的发生和信号的转换 结束 传输特性 8 104 1 104 第8章波形的发生和信号的转换 结束 迟滞比较器电路改进 为了稳定输出电压 可以在输出端加上双向稳压管 思考题 如何计算上下限 8 105 1 105 第8章波形的发生和信号的转换 结束 8 2 4窗口比较器 图8 2 13双限比较器及其电压传输特性 8 106 1 106 第8章波形的发生和信号的转换 结束 当输入电压uI大于URH时 必然大于URL 所以集成运放A1的输出u01 UOM A2的输出u02 UOM 使得二极管D1导通 D2截止 电流通路如图中实线所标注 稳压管Dz工作在稳压状态 输出电压uo Uz 当uI小于URL时 必然小于URH 所以A1的输出u01 UOM A2的输出u02 UOM因此D2导通 D1截止 电流通路如图中虚线所标注 Dz工作在稳压状态 uo仍为 Uz 当URL uI URH时 u01 u02 UOM 所以D1和D2均截止 稳压管截止 uo 0 8 107 1 107 第8章波形的发生和信号的转换 结束 3 电压传输特性的三个要素是输出电压的高 低电平 阔值电压和输出电压的跃变方向 输出电压的高 低电平决定于限幅电路 令up uN所求出的uI就是阈值电压 uI等于阈值电压时输出电压的跃变方向决定于输入电压作用于同相输入端还是反相输入端 通过以上三种电压比较器的分析 可得出如下结论 1 在电压比较器中 集成运放多工作在非线性区 输出电压只有高电平和低电平两种可能的情况 2 一般用电压传输特性来描述输出电压与输入电压的函数关系 例 某温度控制电路如图所示 设R1 R3 10k R 100 UR1 6V RT为热敏电阻 常温下 27oC 的阻值为10k 温度系数为 200 oC 若要求温度在100oC以上时 电路输出 3V 温度在90oC以下时 电路输出 3V 试确定UZ R1和UR1的值 8 2电压比较器 Back Next 仿真 Home 8 2电压比较器 Back 已知 R1 R3 10k UR1 6V RT 10k T 27oC 200 oC T1 90oC T2 100oC uo 3V 解 Home 8 110 1 110 第8章波形的发生和信号的转换 结束 8 3非正弦波发生电路 图8 3 1几种常见的非正弦波 8 111 1 111 第8章波形的发生和信号的转换 结束 一 电路组成及工作原理 上下阈值电压 反相输入的滞回比较器 输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端 8 3 1矩形波发生电路 8 112 1 112 第8章波形的发生和信号的转换 结束 二 波形分析及主要参数 1 设uo UZ 此时 输出给C充电 则 uP UT 一旦uc UT 就有u u 在uc UT时 u u uo保持 UZ不变 uo立即由 UZ变成 UZ 8 113 1 113 第8章波形的发生和信号的转换 结束 此时 C经输出端放电 2 当uo UZ时 uP UT uc降到 UT时 uo上翻 当uo重新回到 UZ以后 电路又进入另一个周期性的变化 8 114 1 114 第8章波形的发生和信号的转换 结束 输出波形 因为电容C的正 反反向充电时间相等 所以其占空比为50 即输出方波信号 8 3非正弦波发生电路 波形分析及主要参数 uC 0 UT uC UZ R3C 则 Back Next Home 8 116 1 116 第8章波形的发生和信号的转换 结束 f 1 T uc上升阶段表示式 uc下降阶段表示式 8 117 1 117 第8章波形的发生和信号的转换 结束 R3C电路 起反馈和延迟作用 获得一定的频率 起开关作用 实现高低电平的转换 矩形波发生电路各部分的作用 反相输入滞回比较器 8 118 1 118 第8章波形的发生和信号的转换 结束 三 占空比可调电路 图8 3 5占空比可调的矩形波发生电路 8 119 1 119 第8章波形的发生和信号的转换 结束 结果表明 改变电位器的滑动端可以改变占空比 但不能改变周期 8 120 1 120 第8章波形的发生和信号的转换 结束 电路一 方波发生器 矩形波 积分电路 三角波 此电路要求前后电路的时间常数配合好 不能让积分器饱和 8 3 2三角波发生电路 一 电路组成 8 121 1 121 第8章波形的发生和信号的转换 结束 uo 三角波的周期由方波发生器确定 其幅值也由周期T和参数R C决定 8 122 1 122 第8章波形的发生和信号的转换 结束 电路二 电路一的改型 反向积分电路 同相输入滞回比较器 特点 由同相输入滞回比较器和反相积分器级联构成 滞回比较器的输出作为反相积分器的输入 反相积分器的输出又作为滞回比较器的输入 8 123 1 123 第8章波形的发生和信号的转换 结束 同相输入滞回比较器 回顾 上下阈值电压 二 工作原理 8 124 1 124 第8章波形的发生和信号的转换 结束 回顾 反相积分器 8 125 1 125 第8章波形的发生和信号的转换 结束 8 126 1 126 第8章波形的发生和信号的转换 结束 三 振荡频率 8 127 1 127 第8章波形的发生和信号的转换 结束 电路三 是电路二的改型电路 调整电位器RW可以使三角波上下移动 即给纯交流的三角波叠加了一个直流分量 8 128 1 128 第8章波形的发生和信号的转换 结束 T2时间段 电容C通过RW放电 T1时间段 电容C通过RW充电 充放电的时间T1 T2可通过电位器RW调整 当T2 T1时 则为锯齿波发生器 uo1被嵌位于 Uz 8 3 3锯齿波发生电路 8 129 1 129 第8章波形的发生和信号的转换 结束 T2时间段 电容C通过RW放电 T1时间段 电容C通过RW充电 充放电的时间T1 T2可通过电位器RW调整 当T2 T1时 则为锯齿波发生器 uo1被嵌位于 Uz 8 3 3锯齿波发生电路 8 130 1 130 第8章波形的发生和信号的转换 结束 T2时间段 电容C通过RW放电 T1时间段 电容C通过RW充电 充放电的时间T1 T2可通过电位器RW调整 当T2 T1时 则为锯齿波发生器 uo1被嵌位于 Uz 8 3 3锯齿波发生电路 8 131 1 131 第8章波形的发生和信号的转换 结束 T2时间段 电容C通过RW放电 T1时间段 电容C通过RW充电 充放电的时间T1 T2可通过电位器RW调整 当T2 T1时 则为锯齿波发生器 uo1被嵌位于 Uz 8 3 3锯齿波发生电路 8 132 1 132 第8章波形的发生和信号的转换 结束 占空比为 调整R1 R2可以改变锯齿波的幅值 调整R1 R2 RW C可以改变振荡周期 调整电位器滑动端的位置 可以改变u01的占空比及锯齿波上升和下降的斜率 8 133 1 133 第8章波形的发生和信号的转换 结束 占空比为 调整R1 R2可以改变锯齿波的幅值 调整R1 R2 RW C可以改变振荡周期 调整电位器滑动端的位置 可以改变u01的占空比及锯齿波上升和下降的斜率 五 波形变换电路 1 利用基本电路实现波形变换正弦波变方波 变矩形波 方波变三角波 三角波变方波 固定频率的三角波变正弦波 如何得到 利用电子开关改变比例系数 2 三角波变锯齿波 二倍频 3 三角波变正弦波 若输入信号的频率变化不大 则可用滤波法实现 范围是什么 若输入信号的频率变化较大 则可用折线法实现 三角波用傅立叶级数展开 除基波外 还含有3次 5次 谐波 8 3 4压控方波产生电路 一 积分 施密特触发器型压控振荡器 压控恒流源 压控恒流源 积分器 积分器 镜象电流源 镜象电流源 uO UOL V3截止 uO UOH C充电至UT V3导通 C放电至UT uO UOL 占空比50 第8章信号产生电路 二 8038集成函数发生器 I01 当Q 0 S断开 C充电 I01 至2 3VCC Q 1 当Q 1 S闭合 C放电 I02 I01 至1 3VCC Q 0 当I02 2I01 引脚9输出方波 引脚3输出三角波 当I02 2I01 引脚9输出矩形波 引脚3输出锯齿波 1 原理 第7章信号产生电路 2 应用 调占空比和正弦波失真 第7章信号产生电路 第二十六讲信号的转换 一 概述 二 u i转换电路 三 精密整流电路 四 u f转换电路 一 概述 信号的发送 调幅 调频 调相信号的接收 解调信号对负载的驱动 i u u i信号的预处理 AC DC 整流 检波 滤波 DC AC 斩波 信号的接口电路 A D 如u f D A 二 u i转换电路 若信号源不能输出电流 则选电路一 若信号源能够输出一定的电流 则可选电路二 若负载需接地 则上述两电路均不符合要求 电路一 电路