波形产生和信号转换

og模拟电子og华成英第八章波形的产生和第八章波形的产生和正弦波振荡的条正弦波振荡的组成及分RC串并联选频RC桥式正弦波振荡电RC正弦波振荡电路变压器反馈式正弦波振荡电电感反馈和电容反馈式正弦波LC正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电电压比较器概过零比较一般单限比较

滞回比窗口比较器与集成比关于电压比较器常见非正弦波和矩形波发生电路的矩形波发生三角波发生锯齿波发生电路和压控振荡电波形变换信号转换关于信号转换电路正弦波正弦波振荡的无外加信号，输出一定频率一定幅值的与负反馈放大电路振荡的不同之处：在正弦波振荡电路的是正反馈，且振荡频率可控 在电扰动下，对于某一特定频率f0的信号形成正反馈 X'oio由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，最终平衡，稳定在一定的幅值11

相位平衡条起振与起振与稳起振起振与稳电路如XXAAFAoXf(XiF非线性环的必要性稳定振基本组成部放大电路：放大作正反馈网络：满足相位条选频网络：确定f0，保证电路产生正弦波振非线性环节（稳幅环节）：稳

常合二分析方是否存在主要组成部是否满足相位条件，即是否存在f0，是否可能振是否满足幅值条件，即是否一定振荡分常用选频网络所用元件分RC正弦波振荡电路：1兆赫以LC正弦波振荡电路：几百千赫～石英晶体正弦波振荡电路：振荡频教学基本RCRCRC串并联选频网络的.I低频 I.ff0，U0，fFI.高频I..在频率在频率从0～∞中必一个频率f0，φF＝0ºf 0，fFRC串并联选频网络11 1

j o

Rj1

j3j(RC

RC令令 012π31 f)f=f0时，不但φ=0，且F最大，为1/3RCRCRC桥RC桥式正弦波振荡电电阻大，影响倍数大于3，且Ri大、Ro小，对f0应为RC串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、输入电阻趋于无穷大用同相比例运算电路作放RfRf因同相比例运算电路有非常好的RRf用热敏电阻，文氏桥振荡器的特点以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络、并引入电压串联负反馈，两个网络构成桥路，一对顶点作为输出电压，一对顶点作为放大电路的净输入电压，就构频率可调的文氏桥同电位同电位RC正弦波一：合理连接电路，组成文氏桥振荡二：二：判断图示电路有可能产生正弦波振荡吗RC移项式电RC移相电路有几级才产生正弦波振若R和C互换呢RC双T选频i选网正反i选网正反网两个网LC并联LC并联网络的频率1.理想f01f012QQ1RCL，012LC损损Q可达几在损耗较小时，品质因数及谐振从LC选从LC选频放大电路→正弦波振荡电当f=f0时，电压放共射共射φA=-附加相构成正弦波振当f=f0时，电压放大倍数的数值最大，且共共射φA=-变压器反馈式分析电路是否可能产生正弦波振荡的步是否存在四个组成部放大电路是否能正常工是否满足相位条是否可能满足幅值相位条件的判断方法：瞬时极性在多数正弦波振荡电路中，输出量、净输入量和反馈量均为电压量f)f)0i极性根若Uf与Ui极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电路不可能产生自变压器反馈式U(U(ffi0必须有合适的同fC1是必要的吗特点易振，波形较好；耦合不 大，频率稳定性不为使

、

耦合紧密，将它为什么用分立件放大一为什么用分立件放大如何组成电感反馈式和电容正弦波振荡电感反馈式fUfU(ffi0必要吗

电感反馈式（电感三点式）电特点耦合紧密，易振，振幅大，C用因因为放大电路的输入电阻就是它自身的负载，故与具有相关性；若增大N1，则增大，F减小电容反电容反馈式（电容三点式） 102π LC ( 12)iif作用波形好，振荡频率调整范适于频率固定的场合 10 LC C12若C若CC1CC2，则1f02πLC与放大电路参数无若要振荡频率高，则L、C1、C2的取值就要小。当电容减小度时，晶体管的极间电容将并联在C1和C2上，影响振荡频率一：改错，使电路有可能产生正弦波振同名端对吗三个电路有什么相同之处？这样的电路形式有什么好ii作用同铭端“判振”时的注意放大电路必须能够正常工作，放大电路的基本断开反馈，在断开处加f=f0的输入电压找出在哪个元件上获得反馈电压，是否能取代输入电石英晶石英晶体的特SiO2结晶体按一定方向切割的晶 感因C感因CC，故f 0sp1 弹容阻惯电C一般LC选频网络的Q为几百，而石英晶体的Q可达104～106；前振荡频率的稳定性Δf/f为10－5，而后者可达10－10～10－11石英晶石英晶体正弦波振并联型电①石英晶体工作在哪个区②是哪种典型的正弦波振荡电串联型电①石英晶体工作在哪个区②两级放大电路分别为哪种基本接C1的作用电压比较器的比较电压的大使输出产生跃变的输入电压称为阈值电广泛用于各种电路电压比较器的描述电压传输uO＝f电压传输特性的输出高电平UOH和输出低电平阈值电压输入电压过阈值几种常用的电压比单限比较滞回比较窗口比较回差电压 输入电压单调变化UUT1UUT1集成运放的非线性电路特征：集成无无源理想运放工作在净输入电流为uP>uN时， uP<uN时，教学基本要会看：会识别电路，判断是否为电压比较器、是哪种电压比较会通过电压传输特性判断它属于哪种电会算：会求解已知电路的电压传会选：根据需求选择合适的电压比较器及其电电路分UOH＝＋UOM，UOL＝－uI>0时uO uI<0时uO＝＋输入保护电必必要吗二极管限幅电路使净输电压最大输出限输出限幅电为适应负载对电压幅值的要求，输出端加限幅＋—不＋—不可缺少稳压管伏安特UOH＝＋UZ1＋UOL＝－(UZ2＋锗UOHUOH＝－UOL＝UOH＝UZ，UOL＝－为使UOL接近0虚虚uO＝±保护输入集成运加速集成运放状电路电路分 UOUOUN N

u，令 R1

I R1I R2TR1UUOUOUTR RREF1若要UT<0，则应如若要改变曲线跃若要改变UOL、UOH电压比较器的求解电压传输特性的方法写出uP、uN的表达式，令uP＝uN，求解出的uI即为根据输出端限幅根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定输跃变方滞回比较器的组引入引入正反TTR1ZPO u,令 uPO R1工作原工作原理及电压传TR1ZUO设uI＜－UT，则uNuPuOTR1ZUOuI＞+UTuNuPuO＝－UZ。此时uP＝UT，减小uI至－UT，再减小，uO才从－UZ跃变为+UZTR1TR1ZUOuOuPuOuO：如何改变滞回比较器的电压R1R1要电压传输特性要电压传输特性要改变输入电压向，应如何修改电路窗口比较

uIuI

时

=－

=D1导通，D2uOUZ当uI<URL时，uO2=－uO1D2导通，D1uOUZ当URL<uI<URHuO1uO2UOM，D1、D2均截止uO0集成比集成比较某型号集成比较器的等效⑧③⑧③⑦②④①③② ⑦②①特点无需限幅电路可直接驱动集成应用灵活，可具有选通端响应速度快电源电压升高一：识别图示电路，标出输入已知某型号集成电压比较器等效电路如图（a）所示若要有选通端，则应如何修改二：从电压传输特性识别电路，画波已知两个电压比较器的电压传输特性如图所示，说出它们各为哪种压比较器；输入电压如图（c）所示，画出uO1、uO2同相输滞回比同相（过零）比较同相输滞回比同相（过零）比较三：带有二极管电路的分UT=？UOL=？首先应判断二极管的工作状态，它们决定于集成运放的压是高电平还是四：利用Multisim分析电压传输GGTAB

常见的非正阶阶梯尖顶矩形锯齿三角矩形波是基础波通过什么电路可将矩形波变为其它几种波形矩形波发生电路的输出无稳态，有两个暂态；若输出为高电平时定义为第一暂为低电平为第二基本组成部1开关电路：因为输出只有高电平和低电平两种情况，即两个暂态；故用电压比较器2延迟环节决定振荡频率。3输出控制输入：因需自控，在输出为某一暂态时孕育翻转成另一暂态条件，故应输出控制延时环节，延时电路的输出控制输入电路组正向充电TRTRZ12滞回比RC反向充电地→CRu（－U 工作工作方法一：设电路已振荡，且在某一暂态，看是否能自动翻转为另一暂并能再回到原暂方法二：电路合闸通电，分析电路是否有两个暂态，而无稳态uOuPuO，直uO＝UZ，第一暂态uO＝UZ，电容正向充电，tuN↑，tuNUZ；但当uN＝+UT电容反向充电，tuN↓，tuNUZ；但当uN＝－UT时，再减小，uO从－UZ跃变为+UZ，uP＝+UT，电路返回第一暂态。脉冲宽波形分析及主要脉冲宽根据三要素，即起始值、终了值、时间常数，求TT2RCln(12R13R2占空比q 50%T占空比占空比可调正向充电和反向充电时间常数可调，占空比就为了占空比调节范围大，为了占空比调节范围大，R3电路组用积分运算电路可将方波变为三

实际电路将两个RC环节合二为uuO要取代uC为什么采用同相入的滞为什么采用同相入的滞回比较化整为块），分析功能（每块），统观整体，性能估工作原滞回比积分运算电工作原滞回比积分运算电要素UOH=－UOLuI作用于集成运放的同相输uP1

uO1

R1

R1TRZ2工作 1OR t)u(t1 3UOUO R1TRZ2 1O 1OR t)u(t1 3 R1 R1O电路状态合闸通电，通常C上电压为0。设uO1↑→uP1↑→uO1↑↑，直至uO1＝UZ（第一暂态）；积分电路反向 R1 R1O电路状态积分电路正向积分，t↑→uO↑，一旦uO过＋UT，uO1从－UZ跃变为＋UZ，返回第一暂态电路为三角波电路为三角波方波发生电 U TTRZT)32TUUOUZTT R1TRZ2改变振荡频 如何调整三角波的幅值和频率锯齿波发生R3应大些？小RW的滑动端在R3短路时的波u-fu-f转换电路（压控振荡器电路的组成：由锯齿波发生电路演变而来。电位器滑动若T若T2决定于外加电压，则电路的振荡频率就乎仅仅受控于外加电压，实现了u→f的转换 R2TRZ3UUUT

uT uT TIT TITUUf1f1 单位时间内脉冲个数表示电的数值，故实现A/D利用基本电路实现波形变正弦波变正弦波变矩正弦波变二方波变三三角波变固定频率的三角波变正弦

过零比较积分运算电微分运算电低通滤波器、带三角波变二倍频锯开开关断开如何得到改变比例系开关闭合三角波变正三角波用傅立叶数基外还3、次…则可用滤波法实若输入信号的频则可用折实现：设计实现将峰值为1V、频率为100Hz的正弦波输入电压值为5V、频率为200Hz锯齿波电压的电路GGT0.024U 1231434LM324AR10kBA概电压电压并联负反馈放大电电流串联负反馈放大电信号对负载的驱动：i-u，u-豪兰德电流源电有源滤信号的预处理：AC-DC（整流、检波、滤豪兰德电流源电有源滤信号的接口：A-D（如u-f），D-压控振荡电信号的发射和接收：压控振荡电精密整流电-1.为什么一般的整若uImax<Uon，则在uI的整个周期中uO始终为零；若uImax>Uon，则仅在大于Uon的部分uO近似为uI，失真2.2.精密整流电路半波精密整流电uuIuuI设

><精密整><uu时，u'0，D截止，D导通 uIO12Ou时 0，D截止，D导通IO21OI0半半波整流，如何实现全波整流2.2.精密整流电路（2）全波精uuO1(uI(uIuI0时，uOuI0时，uOuOuO1uuO一求解图示电路输出电流与输入电压