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 1RC串并联网络的选频特性 选频结论 当f f0 1 2 RC时反馈系数F 1 3 达最大值 且此时相移 F 0 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 2RC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 2 RC 7 7 2 3移相新没有 1 电路的构成和分析 8 7 3LC正弦波振荡器 7 3 1LC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104 106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 fsb 并联型fs f0 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 UOMu 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7 3 17 例7 4 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