南理工模电课件93PPT课件

1、 9.4 非正弦信号产生电路非正弦信号产生电路 1. 比较器比较器 比较器的作用是比较输入电压比较器的作用是比较输入电压vI和参考电压和参考电压VREF 的大小，并根据比较结果输出高电平或低电平。的大小，并根据比较结果输出高电平或低电平。 比较器可应用于越限报警、模数转换和波形变换比较器可应用于越限报警、模数转换和波形变换 等场合。等场合。 非线性应用：非线性应用：集成运放处于开环或带正反馈状态，集成运放处于开环或带正反馈状态， 它的输出量和净输入量成非线性关系它的输出量和净输入量成非线性关系，输出量为，输出量为 正饱和值或负饱和值，运放输入端正饱和值或负饱和值，运放输入端不具有虚不具有虚 短

2、或虚地特性短或虚地特性(仍有虚断特性仍有虚断特性)。 (1) 单门限电压比较器单门限电压比较器 ) ( 0 : 高电平、正饱和值输出为 OHO REFIIDREFI Vv VvvVv ) ( 0 : 低电平、负饱和值输出为 OLO REFIIDREFI Vv VvvVv 0 0 : O REFIIDREFI v VvvVv (a) 同相输入单门限电压比较器同相输入单门限电压比较器 OHOREFI OREFI OLOREFI VvVv vVv VvVv : 0 : : 比较器输出电压比较器输出电压vO发生发生 电平跳变时相应的输入电平跳变时相应的输入 电压电压vI值称为值称为门限电压门限电压 或

3、或阈值电压阈值电压Vth vP= vN时的时的vI值值 (b) 反相输入单门限电压比较器反相输入单门限电压比较器 OLOREFI OREFI OHOREFI VvVv vVv VvVv : 0 : : 如果门限电压如果门限电压Vth 0，这种比较器称为，这种比较器称为 过零比较器过零比较器。 (c) 过零比较器过零比较器 OHOI OI OLOI Vvv vv Vvv :0 0 :0 :0 (2) 迟滞比较器迟滞比较器 (a) 单门限电压比较器的缺点单门限电压比较器的缺点 (b) 迟滞比较器电路组成迟滞比较器电路组成 及门限电压的估算及门限电压的估算 PthP O vVvv vv v ，即，即

4、 ，此时有：，此时有：条件为条件为 发生电平跳变的临界发生电平跳变的临界 I PN 电压串联电压串联正反馈正反馈 21 2 21 1 RR vR RR VR v OREF P 由叠加原理得： 运放输入端“虚断”， 21 2 21 1 21 2 21 1 RR VR RR VR V RR VR RR VR V OLREF T OHREF T 下下门门限限电电压压： 上上门门限限电电压压： 21 2 21 1 21 2 21 1 RR VR RR VR V RR VR RR VR V OLREF T OHREF T 下下门门限限电电压压： 上上门门限限电电压压： VVVVVV VVVV VVRkR

5、 TTT OLOH REF 1 . 094. 004. 1 55 110010 21 、 ，则：、 ，同时设、 21 2 )( RR VVR VVV OLOH TTT ：门限宽度或回差电压为 (c) 传输特性传输特性 Tth OHO I VV Vv v ，则，则 设电路初始状态为设电路初始状态为 0 : vI上升，直到上升，直到vIVT ， ， vO 由高电平跳变到低电平：由高电平跳变到低电平： Vth VT 5V 1.04V 5V 0.94V 此后若此后若vI继续增大，继续增大， vO则则 维持低电平不变维持低电平不变 vO为低电平，为低电平，Vth VT 5V 0.94V 若若vI下降，则

6、当下降，则当vI VT 时， 时， vO由低电由低电 平跳变到高电平，平跳变到高电平， Vth VT 5V 1.04V 此后若此后若vI继续减少，继续减少， vO则维持高电平不变则维持高电平不变 例例 题题 电路如图所示，试画出电路的传输特性电路如图所示，试画出电路的传输特性 V V RR VR V V V RR VR V Z T Z T 5 2020 1020 5 2020 1020 21 2 21 2 vI的波形如图所示，的波形如图所示， 试画出试画出vO的波形图。的波形图。 2. 方波产生电路方波产生电路 (多谐振荡电路多谐振荡电路) (1) 电路组成电路组成 RC电路，起反馈延迟作用电

7、路，起反馈延迟作用 迟滞比较器迟滞比较器 限流电阻限流电阻 稳压管起限幅作用稳压管起限幅作用 (2) 工作原理工作原理 ZO PNC Vv vvv ， 设电源刚接通时，设电源刚接通时， 0 上升。上升。充电，充电，电容电容 C vC Vz0 21 2 RR VR v Z P ZO OPC Vv vvv 跳变，跳变，时，时，当当 Vz 21 2 RR VR v Z P ZO OPC C Vv vvv v 跳变，跳变，时，时，当当 下降。下降。放电，放电，电容电容C )21ln(2 : 1 2 R R CRT f 振荡周期 CRTe R R RR f 221 1 2 21 ，则，使得、适当选取 C

8、RDVv CRDVv fZO fZO 22 11 导导通通，放放电电时时间间常常数数为为时时， 导导通通，充充电电时时间间常常数数为为时时， )21ln()( 1 2 21 R R CRRT ff 3. 锯齿波产生电路锯齿波产生电路 (1) 电路组成电路组成 积分时间常数不等的积分器积分时间常数不等的积分器 同相输入迟滞比较器同相输入迟滞比较器 (2) 同相输入迟滞比较器门限电压的估算同相输入迟滞比较器门限电压的估算 21 11 21 2 1 RR vR RR vR v OI P 应用叠加原理得： 0: 111 NPO vvv发生电平跳变时当 1 2 1 OI v R R v )( )( 1

9、2 1 1 2 1 1 ZOZT ZOZT ZO VvV R R v VvV R R v Vv 对应 对应 (3) 同相输入迟滞比较器传输特性同相输入迟滞比较器传输特性 (4) 锯齿波产生电路工作原理锯齿波产生电路工作原理示意图示意图 ZOO Vvvt 1 00，设设电电源源接接通通时时)( 0 Vz ZT V R R V 2 1 tCRVvRv ZOO )(:C 661 积积分分、通通过过 上升上升 ZOOTO VvvVv 11发 发生生跳跳变变，即即时时，当当 示意图示意图 Vz Z V R R 2 1 下降下降 ZT V R R V 2 1 ZOOTO VvvVv 11发 发生生跳跳变变，即即时时，当当 ZZ OZO O VRRttCRRV tvttCRRVv RRv )()()/( )()()/( :C/ 21165 1165 651 积积分分、通通过过 ZOOTO VvvVv 11发 发生生跳跳变变，即即时时，当当 返回返回1 )( )2