波形发生器(振荡电路,波形发生器)

1、本章目录本章目录RC 正弦波振荡电路正弦波振荡电路9.2LC 正弦波振荡电路正弦波振荡电路9.3石英晶体振荡器石英晶体振荡器9.4非正弦波发生电路非正弦波发生电路9.5正弦波振荡电路的分析方法正弦波振荡电路的分析方法9.1掌握掌握：正弦波振荡电路的组成、以及产生正弦波振：正弦波振荡电路的组成、以及产生正弦波振荡的相位条件和幅值条件；文氏电桥荡的相位条件和幅值条件；文氏电桥RC电路的组电路的组成、原理、振荡频率、起振条件以及电路的特点。成、原理、振荡频率、起振条件以及电路的特点。理解：理解：典型的典型的LC振荡电路（变压器反馈式、电感三振荡电路（变压器反馈式、电感三点式、电容三点式和改进型电容三

2、点式）的电路点式、电容三点式和改进型电容三点式）的电路组成、工作原理和性能特点；常用的非正弦波发组成、工作原理和性能特点；常用的非正弦波发生电路（矩形波、三角波和锯齿波）的电路组成、生电路（矩形波、三角波和锯齿波）的电路组成、工作原理和主要参数的估算方法。工作原理和主要参数的估算方法。了解：了解：石英晶体振荡电路的工作原理和性能特点。石英晶体振荡电路的工作原理和性能特点。信号产生电路信号产生电路( (振荡器振荡器Oscillators) )分类：分类：正弦波振荡正弦波振荡:非正弦波振荡：非正弦波振荡：RC 振荡器振荡器( (1 kHz 数百数百 kHz) )LC 振荡器振荡器( (几百几百 k

3、Hz 以上以上) )石英晶体振荡器石英晶体振荡器( (频率稳定度高频率稳定度高) )方波、方波、三角波、三角波、 锯齿波等锯齿波等 正弦波和非正弦波产生电路常常作为信号源，被广泛地应用于无线电通信、自动测量和自动控制等系统中。9.1.1产生正弦波振荡的条件产生正弦波振荡的条件9.1.2正弦波振荡电路的组成正弦波振荡电路的组成9.1.3正弦波振荡电路的分析步骤正弦波振荡电路的分析步骤9.1正弦波振荡电路的分析方法正弦波振荡电路的分析方法掌握：掌握：正弦波振荡电路的组成、以及产生正弦波振正弦波振荡电路的组成、以及产生正弦波振荡的相位条件和幅值条件；荡的相位条件和幅值条件；开关合在开关合在 “1”：

4、iOUAU开关合在开关合在“2” ：fOUAUifUU 如如果果： 开关合在开关合在“2”时时, 去掉去掉ui 仍有稳定的输出。反馈信号仍有稳定的输出。反馈信号代替了放大电路的输入信号。代替了放大电路的输入信号。iUOUfUF9.1.1产生正弦波振荡的条件产生正弦波振荡的条件图图 9.1.1产生自激振荡的条件产生自激振荡的条件由此知放大电路产生自激振荡的条件是：由此知放大电路产生自激振荡的条件是：ifUU 因为：因为：所以产生正弦波振荡的条件是：所以产生正弦波振荡的条件是：1 FA1 FA幅度平衡条件幅度平衡条件2argFAnFA 相位平衡条件相位平衡条件, 2 , 1 , 0 n;ioUUA

5、 ;ofUUF 1 FA起振条件：起振条件：负反馈自激振荡与正弦波自激振荡的区别负反馈自激振荡与正弦波自激振荡的区别负反馈放大电路中由于信号频率达到了通频带的两端，产生负反馈放大电路中由于信号频率达到了通频带的两端，产生了足够大的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈；了足够大的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈；而在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率而在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信号，无所谓附加相移。的信号，无所谓附加相移。+fXiXAuoXFiXdXfidXXX +fXiXAuoXFiXdXfidXXX负反馈自激振荡负反馈自激振荡正弦波自激振荡正弦波自激振

6、荡9.1.2正弦波振荡电路的组成正弦波振荡电路的组成组成组成：放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节。：放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节。 放大电路放大电路 正反馈网络正反馈网络 选频网络选频网络 稳幅环节稳幅环节满足振荡条件满足振荡条件 实现单一频率的振荡实现单一频率的振荡 稳定振荡幅度、波形好稳定振荡幅度、波形好常合二而一常合二而一l RC振荡电路：振荡电路：l LC振荡电路振荡电路:l 石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路分类：分类：9.1.3 正弦波振荡电路的分析步骤正弦波振荡电路的分析步骤：1. 检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分；并检检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分；并检查

7、放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正常工作；查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正常工作； 2. 分析电路是否满足自激振荡的分析电路是否满足自激振荡的相位平衡条件相位平衡条件和幅度和幅度平衡条件。平衡条件。判断相位平衡条件的方法是：判断相位平衡条件的方法是：瞬时极性法瞬时极性法。3.估算振荡频率和起振条件估算振荡频率和起振条件 nFA2 计算计算 时的频率，即为振荡频率时的频率，即为振荡频率 f0 。断开反馈，在断开处给放大电路加断开反馈，在断开处给放大电路加 ff0的信号的信号Ui，且规，且规定其极性，然后根据定其极性，然后根据 Ui的极性的极性 Uo的极性的极性 Uf的极性的极性若

8、若Uf与与Ui极性相同极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电路不，则电路可能产生自激振荡；否则电路不可能产生自激振荡。可能产生自激振荡。9.2.1RC 串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性9.2.2RC 串并联网络振荡电路串并联网络振荡电路9.2RC 正弦波振荡电路正弦波振荡电路掌握：掌握：文氏电桥文氏电桥RC电路的组成、原理、振荡频率、电路的组成、原理、振荡频率、起振条件以及电路的特点。起振条件以及电路的特点。9.2.1 RC 串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性低频低频高通高通高频高频低通低通oZ1Z2RC1低频低频高频高频RC1在频率从在频率从0中必有一个频中必有一个频率率f0

9、，F0o。定性分析定性分析F-900 F0 90oZ1Z2)1RCj(31RC)j(3100 F式中式中: 0 = 1/RC幅频特性：幅频特性：相频特性：相频特性：2002)(31 F3arctg00F RCCRRCRZZZUUF j11j1j1212of RCCRRCRZZZUUF j 11j1j 1212of 定量分析定量分析幅频特性：幅频特性：2002)(31 F3arctg00F 相频特性：相频特性：时，时，当当RC10 31 F最大，最大， F = 0。 0 0 F0 F 01/3+90- -90图图 9.2.3RCf 2109.2.2RC 串并联网络振荡电路串并联网络振荡电路1、电

10、路组成：、电路组成：放大电路放大电路 集成运放集成运放 A 与与RF 、R 组成；组成；选频与正反馈网络选频与正反馈网络 R、C 串并联电路；串并联电路；稳幅环节稳幅环节 RF 与与 R 组成的负反馈电路。组成的负反馈电路。fU文式电桥振荡电路文式电桥振荡电路同相比同相比例运算例运算电路电路选频选频电路电路2、振荡频率与起振条件、振荡频率与起振条件（1） 振荡频率振荡频率RCf 210（2） 起振条件起振条件1 FAf = f0 时，时，31 F由起振条件：由起振条件：3 A同相比例运放的电压放大倍数为同相比例运放的电压放大倍数为RRAu Ff1即要求：即要求：RR 2F A = 0 F =

11、0 nFA2 3.振荡电路中的负反馈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。荡电路的输出波形，提高带负载能力。反馈系数反馈系数RRRF F改变改变 RF，可改变反馈深度。，可改变反馈深度。增加负反馈深度，并且满足增加负反馈深度，并且满足3 ART图图 9.2.4则电路可以起振，并产生比较稳定而失真较小的正则电路可以起振，并产生比较稳定而失真较小的正弦波信号。弦波信号。反馈电阻反馈电阻 RF采用负温度系数采用负温度系数的热敏电阻，的热敏电阻，R采用正温度系数采用正温度系数的热敏电阻

12、，均可实现的热敏电阻，均可实现自动稳幅。自动稳幅。正温度系数正温度系数负温度系数负温度系数uotRFA起振时，起振时，RF略大于略大于2R，使，使|AF|1，以，以便起振；便起振；起振后，起振后，使得输出使得输出uo为某值时，为某值时，|AF|=1，从而稳幅。，从而稳幅。（1）热敏电阻热敏电阻稳幅电路热敏电阻稳幅电路热敏电阻稳幅电路幅度增大，电流增大，幅度增大，电流增大，t抑制了输出幅度的增长。抑制了输出幅度的增长。4.振荡频率的调节振荡频率的调节RCf 210 振荡频率：振荡频率：用双层波段开关接不同用双层波段开关接不同电容，作为振荡频率电容，作为振荡频率f0的的粗调粗调；用同轴电位器实现用

13、同轴电位器实现f0的的微调微调。电子琴的振荡电路：电子琴的振荡电路：_+ + RF1uoR1CCRfD1D1RF2R28R27R26R25R24R23R22R21R212345176功率放功率放大器大器可调可调如图所示电路能否产生自激振荡，并说明理由。如图所示电路能否产生自激振荡，并说明理由。例：例：180A放大电路的放大电路的A的相位移的相位移n2FA因此因此不能产生自激振荡。不能产生自激振荡。之间到在因9090F 0A放大电路的放大电路的A的相位移的相位移 0F能产生自激振荡。能产生自激振荡。之间到在因9090FRCRC+UCCR1C2C3R3R2RE2C1RC2T1RE1CET2RC1R

14、F A = 0， F= 0， 能产生自激振荡能产生自激振荡例题例题: :R=1k=1k ，C=0.1=0.1 F F，R1 1=10k=10k 。Rf f为多大时才为多大时才能起振？振荡频率能起振？振荡频率f0 0= =？ 31F11fRRA=3Rf2R1=2 10=20k k RCf210=1592 HzuRf1RRRCCufA+o*其他形式的其他形式的 RC 振荡电路振荡电路+uofuRRRCCC+uouf+RRRCCC（1 ）RC超前移相电路超前移相电路 （2）RC滞后移相电路滞后移相电路 一节一节 RC 环节环节移相移相 90 二节二节 RC 环节环节移相移相 180 三节三节 RC

15、环节环节移相移相 270 1、移相式振荡电路、移相式振荡电路集成运放采用反相输入集成运放采用反相输入方式，故方式，故振荡频率为：振荡频率为：RCf 62100ff0 F27018090当当 F = 180 时，时，f = f0 A = 180， F = 180，即可满足产，即可满足产生正弦波振荡的相位平生正弦波振荡的相位平衡条件。衡条件。2、双、双 T 网络振荡电路网络振荡电路振荡频率约为：振荡频率约为：RCf510 如果放大电路的放大倍数足够大，同时满足振幅平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。衡条件，即可产生正弦波振荡。集成运放采用反相输入集成运放采用反

16、相输入方式，故方式，故当当 F = 180 时，时，f = f0 A = 180， F = 180，即可满足产，即可满足产生正弦波振荡的相位平生正弦波振荡的相位平衡条件。衡条件。RCC C1 TR1 + + Rb + C2 R2 +10V该电路能否产生振荡？该电路能否产生振荡？ 2.若取消一级若取消一级RC环节是否振荡？环节是否振荡？3.若增加一级若增加一级RC环节能否振荡？环节能否振荡？ RC移相式正弦波振荡器移相式正弦波振荡器例例1、二级、二级RC环节。每级环节。每级RC 移移相相90 ，二级共可移相，二级共可移相 180 ，不满足相位及幅，不满足相位及幅值平衡条件。可以振荡。值平衡条件。

17、可以振荡。2、不能振荡。、不能振荡。3、可产生正弦波振荡。、可产生正弦波振荡。表表 8 - 1三种三种 RC 振荡电路的比较振荡电路的比较名称RC 串并联网络振荡电路移相式振荡电路双 T 网络选频振荡电路电路形式振荡频率起振条件电路特点及应用场合可方便地连续调节振荡频率，便于加负反馈稳幅电路，容易得到良好的振荡波形。电路简单，经济方便，适用于波形要求不高的轻便测试设备中。选频特性好，适用于产生单一频率的振荡波形。RCf 2103 ARCf 3210RCf510 1 23 FARR，RR12F 9.3.1LC 并联电路的选频特性并联电路的选频特性9.3.2变压器反馈式振荡电变压器反馈式振荡电9.

18、3.3电感三点式振荡电路电感三点式振荡电路9.3.4电容三点式振荡电路电容三点式振荡电路9.3.5电容三点式改进型振荡电路电容三点式改进型振荡电路9.3LC 正弦波振荡电路正弦波振荡电路理解：理解：典型的典型的LC振荡电路（变压器反馈式、电感三振荡电路（变压器反馈式、电感三点式、电容三点式和改进型电容三点式）的电路点式、电容三点式和改进型电容三点式）的电路组成、工作原理和性能特点；组成、工作原理和性能特点； 9.3.1LC 并联电路的特性并联电路的特性当当电路发生电路发生并联谐振并联谐振。 2222)(j)(j1jLRLCLRRLRCY 0)(22LRLCLR 一般一般 2222)(j)(j1

19、jLRLCLRRLRCY 2222)(j)(j1jLRLCLRRLRCY LCf 210谐振频率：谐振频率：CL001则则此时，此时，|Z|最大最大LC10 即即RCLZ 01. 谐振频率谐振频率 f0 1 0，LC LCf210 2. 谐振阻抗谐振阻抗 Z03. 回路品质因数回路品质因数 Q CQLQZ00 0 0RCLZ 0RLQ0 CLR14. 频率特性频率特性Z 0 Z01Z02Q1 Q2Q1Q2 0 F+90- -90Q1Q2Q1 Q2感性感性纯阻纯阻容性容性不同不同 Q 值时，值时，LC 并联电路的幅频特性、并联电路的幅频特性、相频特性相频特性L0LCUUCII电容、电感支路的电流

20、值：电容、电感支路的电流值：并联回路的输入电流值：并联回路的输入电流值：L000QUQCUZUI所以：所以：IQIILC当当 Q 1 时，时，II CIILLCII 结论结论：谐振时，电容支路的电流与电感支路的电流大：谐振时，电容支路的电流与电感支路的电流大小近似相等，而谐振回路的输入电流极小。小近似相等，而谐振回路的输入电流极小。5. 并联谐振的本质并联谐振的本质 电流谐振电流谐振Z 0 Z01Z02Q1 Q2Q1Q2 0 F+90- -90Q1Q2Q1 Q2感性感性纯阻纯阻容性容性结论：结论：1.LC 并联电路具有选频并联电路具有选频特性。当特性。当 f = f0 时，电路为纯时，电路为纯

21、电阻性，等效阻抗值最大；当电阻性，等效阻抗值最大；当 f f0 时，电路为容性。时，电路为容性。2. 电路的品质因数电路的品质因数 Q 愈愈大，幅频特性越尖锐，选频特大，幅频特性越尖锐，选频特性愈好。性愈好。 3.谐振频率的数值与谐振频率的数值与LC并联电路的参数有关。并联电路的参数有关。若以若以LC并联网络作为共射放大电路的集电极负载并联网络作为共射放大电路的集电极负载beurZA当当f = f0时，电压放大倍时，电压放大倍数的数值最大，且无附数的数值最大，且无附加相移。因而电路称为加相移。因而电路称为选频放大电路选频放大电路若增加若增加正反馈正反馈，并用反馈，并用反馈电压取代输入电压，则电

22、电压取代输入电压，则电路就成为正弦波振荡电路路就成为正弦波振荡电路LC 正弦波振荡电路正弦波振荡电路变压器反馈式变压器反馈式电感反馈式电感反馈式电容反馈式电容反馈式互感线圈的极性判别互感线圈的极性判别1234磁棒磁棒初级线圈初级线圈次级线圈次级线圈同极性端同极性端1234+CLRuiLici反馈信号反馈信号通过互感通过互感线圈引出线圈引出9.3.2变压器反馈式振荡电路变压器反馈式振荡电路1、电路组成、电路组成用瞬时极性判断为用瞬时极性判断为正反馈正反馈，所以满足自激，所以满足自激振荡的相位平衡条件。振荡的相位平衡条件。 - - 放大电路：共射放大电路放大电路：共射放大电路选频网络：选频网络：L

23、C振荡回路振荡回路反馈网络：变压器副边反馈网络：变压器副边N22、振荡频率和起振条件、振荡频率和起振条件LCf 210振荡频率振荡频率起振条件起振条件MCRr be 保证变保证变压器绕压器绕组的同组的同名端接名端接线正确线正确VRReb1ccLCCeC2RcC1Rb2满足相位平衡条件满足相位平衡条件例：如图所示电路是否满足自激振荡的相位条件？例：如图所示电路是否满足自激振荡的相位条件？9.3.3电感三点式振荡电路电感三点式振荡电路一、电路组成一、电路组成用瞬时极性判断用瞬时极性判断为为正反馈正反馈，所以满足，所以满足自激振荡的相位平衡自激振荡的相位平衡条件。条件。- - - - -二、振荡频率

24、和起振条件二、振荡频率和起振条件CMLLLCf)2(2121210 振荡频率振荡频率起振条件起振条件RrMLML be21 特点：特点：l易起振易起振(L 间耦合紧间耦合紧)；l易调节易调节(C 可调可调)；l一般用于产生几十一般用于产生几十MHZ以下的赫兹；以下的赫兹；l输出取自电感，对高次谐波阻抗大，输出波形差。输出取自电感，对高次谐波阻抗大，输出波形差。l通常用于要求不高的设备中，如高频加热器、接收机的通常用于要求不高的设备中，如高频加热器、接收机的本机振荡等。本机振荡等。 )2(2121210CMLLLCf 9.3.4电容三点式振荡电路电容三点式振荡电路一、电路组成一、电路组成用瞬时极

25、性判断用瞬时极性判断为为正反馈正反馈，所以满足，所以满足自激振荡的相位平衡自激振荡的相位平衡条件。条件。二、振荡频率和起振条件二、振荡频率和起振条件212102121CCCCLLCf 振荡频率振荡频率起振条件起振条件RrCC be12 - - - - 特点：特点：l由于反馈电压取自于电容，电容对高次谐波的阻抗较小，由于反馈电压取自于电容，电容对高次谐波的阻抗较小，输出波形较好。输出波形较好。l振荡频率较高，一般可达振荡频率较高，一般可达100MHZ。因为电容因为电容C1、C2的容量可以选得较小，并将放大管的极的容量可以选得较小，并将放大管的极间电容也计算到间电容也计算到C1、C2中去。中去。l

26、适用于产生固定频率的振荡。适用于产生固定频率的振荡。调节电容可改变频率，但会影响起振条件。如要改变频率，调节电容可改变频率，但会影响起振条件。如要改变频率，可在可在L两端接一个两端接一个可变电容可变电容。9.3.5电容三点式改进型振荡电路电容三点式改进型振荡电路210111121CCCLf 振荡频率振荡频率选择选择 C C1， C C2，则：则：LCf 210减小了三极管极间电容对振荡频率的影响，适用于减小了三极管极间电容对振荡频率的影响，适用于产生高频振荡。产生高频振荡。图图 9.3.6VRccCbcRb1Rb2eLe2CRC1L例：如图所示电路是否满足自激振荡的相位条件？例：如图所示电路是

27、否满足自激振荡的相位条件？V2eRRRb1CCcceb2c1RbCCL不满足电位条件不满足电位条件 VRRReb21eCcc2CLbb1CC例：如图所示电路是否满足自激振荡的相位条件？例：如图所示电路是否满足自激振荡的相位条件？VCbRLb2b1ccL1eR2CeCR名称变压器反馈式电感三点式电容三点式电容三点式改进型电路形式振荡频率起振条件同左频率调节方法及范围频率可调，范围较宽。同左频率可调，范围较小。同左振荡波形一般较差好好频率稳定度可达 10-4同左可达 10-4 10-5可达 10-5适用频率几千赫 几十兆赫同左几兆赫 一百兆赫同左表表 8 - 2各种各种 LC 振荡电路的比较振荡电

28、路的比较LCf 210CMLLf)2(21210 2121021CCCCLf 210111121CCCLf MCRr be RrMLML eb21 RrCC eb12 稳定振荡频率的措施稳定振荡频率的措施 选用高质量的选频电路元件；采用直流稳压电源以选用高质量的选频电路元件；采用直流稳压电源以及恒温等措施及恒温等措施提高谐振回路的品质因数提高谐振回路的品质因数Q。实践表明，这样做是有限度的，因为实践表明，这样做是有限度的，因为L选得太大，电感的选得太大，电感的体积要增加，线圈的损耗电阻和分布电容也随之增大；体积要增加，线圈的损耗电阻和分布电容也随之增大；C选得过小，当并联的分布电容和杂散电容变

29、化时，将对频选得过小，当并联的分布电容和杂散电容变化时，将对频率的稳定性产生显著影响。率的稳定性产生显著影响。所以，一般的所以，一般的LC回路，回路，Q值最高可达到几百。在要求高频值最高可达到几百。在要求高频率稳定度的场合，往往采用高率稳定度的场合，往往采用高Q值的石英晶体谐振器代替值的石英晶体谐振器代替CLR1Q 9.4.1石英晶体的基本特性和等效电路石英晶体的基本特性和等效电路1、基本特性、基本特性压电效应压电效应：在石英晶片的两极加一电场，晶片将产：在石英晶片的两极加一电场，晶片将产生机械变形；若在晶片上施加机械压力，在晶片相应的生机械变形；若在晶片上施加机械压力，在晶片相应的方向上会产

30、生一定的电场。方向上会产生一定的电场。压电谐振压电谐振：晶片上外加交变电压的频率为某一特定：晶片上外加交变电压的频率为某一特定频率时，振幅突然增加。频率时，振幅突然增加。9.4石英晶体振荡器石英晶体振荡器底座绝缘体管脚晶片引线(a)金属壳(b)2. 等效电路等效电路RC0CLL 晶体的动态电感晶体的动态电感 ( (10 3 102 H) )( (大大) )C 晶体的动态电容晶体的动态电容 ( ( 0.1 pF) )( (小小) )R 等效摩擦损耗电阻等效摩擦损耗电阻( (小小) ) 1CLRQ C0 晶片静态电容晶片静态电容 ( (几几 几十几十 pF) )3. 频率特性和谐振频率频率特性和谐

31、振频率 22001L CXC C L C C RC0CL22001LCXC CLCC 串联谐振频率串联谐振频率并联谐振频率并联谐振频率电抗频率特性电抗频率特性OfXfsfp容性容性容性容性感性感性LCf 21s0s00p121CCfCCCCLf 0s00p121CCfCCCCLf 9.4.2石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路一、并联型石英晶体振荡电路一、并联型石英晶体振荡电路交流等效电路交流等效电路振荡频率振荡频率CCCCCCLf 000)(212121CCCCC 由于由于CCC 0s021fLCf 图图 9.4.3fs f fp，晶体，晶体呈感性呈感性二、串联型石英晶体振荡电路二、串联型石英晶

32、体振荡电路图图 9.4.4串联型石英晶体串联型石英晶体振荡电路振荡电路当振荡频率等于当振荡频率等于 fS 时，时，晶体阻抗最小，且为纯电晶体阻抗最小，且为纯电阻，此时正反馈最强，相阻，此时正反馈最强，相移为零，电路满足自激振移为零，电路满足自激振荡条件。荡条件。振荡频率振荡频率s0ff 调节调节 R 可改变反馈的强弱，以获得良好的正弦波。可改变反馈的强弱，以获得良好的正弦波。f= fs，晶体，晶体呈电阻性呈电阻性9.5.1矩形波发生电路矩形波发生电路9.5.2三角波发生电路三角波发生电路9.5.3锯齿波发生电路锯齿波发生电路9.5非正弦波发生电路非正弦波发生电路 理解：理解：常用的非正弦波发生

33、电路（矩形波、三角常用的非正弦波发生电路（矩形波、三角波和锯齿波）的电路组成、工作原理和主要参数波和锯齿波）的电路组成、工作原理和主要参数的估算方法。的估算方法。几种常见的非正弦波几种常见的非正弦波矩形波矩形波三角波三角波锯齿波锯齿波尖顶波尖顶波阶梯波阶梯波一、电路组成一、电路组成RC 充放电充放电回路回路滞回滞回比较器比较器图图 9.5.1滞回比较器：集成运放、滞回比较器：集成运放、R1、R2；充放电回路：充放电回路：R、C；钳位电路：钳位电路：VDZ、R3。9.5.1矩形波发生电路矩形波发生电路二、工作原理二、工作原理+UZuIuO - -UZ0UT- -UT+ +uC ，当，当 uC =

34、 UT- - 时，时， uO = +UZ ，uC ，当，当 uC = UT+ 时，时， uO = - -UZ ，（1）充电）充电设设 初态初态uC = = 0，uO = + UZZ211TURRRu则则u+ =UT- - ，uO 通过通过R向向C反向充电反向充电(放电放电) 。（2）跳变）跳变uC （3）放电）放电（4）循环）循环u+ = UT+ ，uO 通过通过R向向C充电充电 。Z211-T-URRRut0uCT UT U0uOZU ZU tt1t22T2T（1）充电）充电（2）跳变）跳变（3）放电）放电uC 当当 uC = UT+ 时，时， uO = - -UZ ，当当 uC = UT-

35、 - 时，时， uO = +UZ ，uC ，uO = +UZ ，电容充放电时间常数相同电容充放电时间常数相同正负半周对称正负半周对称Z211TURRRuZ211TURRRu三、振荡周期三、振荡周期 )(e)()0()( CtCCCuuutu t0uCT UT U0uOZU ZU tt1t22T2TZ211)0(URRRuC Z)(UuC RC 解得：解得：)21ln(221RRRCT 占空比占空比 D=50%图图 9.5.4四、占空比可调的矩形波发生电路四、占空比可调的矩形波发生电路结构：结构：RW和和VD1、VD2的作用是将充电放电回路分开，使的作用是将充电放电回路分开，使电容的充、放电时间

36、常数不同且可调，即可使矩形波发生电容的充、放电时间常数不同且可调，即可使矩形波发生器的器的占空比占空比可调。可调。tOuCuOtOT1T2T图图 9.5.5图图 9.5.4tOuCuOtOT1T2T图图 9.5.5)21 ln()( 221W1RRCRRT )21 ln()( 221W2RRCRRT WW12RRRRTTD )21ln()( 221W1RRCRRT )21ln()( 221W2RRCRRT )21ln()2(21W21RRCRRTTTA1为同相迟滞比较器，为同相迟滞比较器， 输入三角波，输出方波。输入三角波，输出方波。A2为反相积分电路，为反相积分电路，输入方波，输出三角波。输入方波，输出三角波。9.5.2三角波发生电路三角波发生电路一、电路组成一、电路组成方波发生电路方波发生电路积