电子电路基础波形产生与整形电路课件

第六章波形产生与整形电路信号产生电路(振荡器—Oscillators)分类：正弦波振荡:非正弦波振荡：RC振荡器(1kHz~数百kHz)LC振荡器(几百kHz以上)石英晶体振荡器(频率稳定度高)三角波、锯齿波等主要性要求能：输出信号的幅度准确稳定输出信号的频率准确稳定1第六章波形产生与整形电路§6.1

正弦波振荡电路的基本概念§6.4

非正弦波振荡电路§6.2

正弦波振荡电路§6.3

波形整形电路2正反馈放大电路如图示。（注意与负反馈方框图的差别）1.振荡条件若环路增益则去掉仍有稳定的输出又所以振荡条件为振幅平衡条件相位平衡条件

§6.1正弦波振荡电路的基本概念一、正弦波振荡器的振荡条件3起振条件放大器Au反馈网络FuUoUfUi

1/FuAu=1/FuOuiuoAuuoAuFu

>1Au

Fu

<1Ui1Uo1Uf1Ui2Uo2Uf2Ui3Uo3Uf2Ui4Uo4ufuf

起振稳幅••

§6.1正弦波振荡电路的基本概念3.稳幅过程5放大电路（包括负反馈放大电路）1.基本组成部分反馈网络（构成正反馈的）选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈网络合二为一。）稳幅环节

§6.1正弦波振荡电路的基本概念二、正弦波振荡器的组成及分类2.分类RC振荡器(1kHz~数百kHz)LC振荡器(几百kHz以上)石英晶体振荡器(频率稳定度高)6•••一、RC文氏桥式振荡电路0Fu

.0f90-90•1.RC串并联选频网络式中:0=1/RC当=0

时Fu=1/3.=0º

§6.2

正弦波振荡电路73)振荡频率4)振荡条件Rf不能太大，否则正弦波将变成方波应使：••••

§6.2

正弦波振荡电路98CR1RfRCR5)稳幅措施热敏电阻稳幅为使Au为非线性，起振时，应使Au>3，稳幅后Au=3。正温度系数负温度系数二极管稳幅12.4k>R2>8.1k起振时信号小，二极管电阻大Au

1+(R2+R3)/R1>3R2>2R1-R3起振后二极管电阻逐渐减小，Au

1+R2/R1=3为使失真小：R2<2R1f0=1.94kHz

§6.2

正弦波振荡电路4.3k8R1R2V1V2R38.2k6.2k22k0.01F8.2k0.01F10类型：变压器反馈式、电感三点式、电容三点式LrCIs.L的等效损耗电阻(一)

LC并联回路的特性Z

§6.2

正弦波振荡电路二、LC三点式振荡电路如即则Z为纯电阻特性因r很小,故有114.频率特性0Z

Z0Q大Q小0f90º-90ºQ增大幅频特性相频特性

§6.2

正弦波振荡电路当时135.并联谐振的本质—

电流谐振LuCr–

+iiLiC1)呈纯阻2)形成环流，大小是总电流的Q

倍

§6.2

正弦波振荡电路谐振时，LC回路从外界吸取的电流极小，对外界的影响可以忽略。14(二)变压器反馈式振荡电路LC+VCCVRERB1RB2CECB2.相位平衡条件×

§6.2

正弦波振荡电路1.电路结构15

§6.2

正弦波振荡电路(三）三点式LC振荡电路

把并联LC回路中的C或L分成两个，则LC回路就有三个端点。把这三个端点分别与三极管的三个极相连，就形成了LC三点式正弦波发生电路。它们又分为电感三点式和电容三点式两类。电感三点式电容三点式三点的相位关系A.若中间点交流接地，则首端与尾端相位相反。B.若首端或尾端交流接地，则其他两端相位相同。171、电容三点式振荡电路考毕兹振荡器(Colpitts)×+VCCVRERB1RB2CECBLC1C2123•••

§6.2

正弦波振荡电路如即则Z为纯电阻特性18为了提高频率稳定性，串联小电容C3

§6.2

正弦波振荡电路C3+VCCVRERB1RB2CECBLC1C2123L19四、石英晶体(Crystal)振荡电路(一)石英晶体谐振器的阻抗特性1.结构和符号化学成分

SiO2结构晶片涂银层焊点符号

§6.2

正弦波振荡电路212.压电效应形变形变机械振动外力压电谐振—外加交变电压的频率等于晶体固有频率时，机械振动幅度急剧加大的现象。

§6.2

正弦波振荡电路223.等效电路rqC0CqLqLq

—

晶体的动态电感(10-3~102H)(大)Cq

—晶体的动态电容(<0.1pF)(小)rq

—

等效摩擦损耗电阻(小)Co

—晶片静态电容(几~几十pF)

§6.2

正弦波振荡电路大小小大23(二)石英晶体谐振电路1.串联型

f=fs，晶体呈纯阻+VCCVRERB1RB2CBLC2.并联型fs<f

<

fp，晶体呈感性+VCCVRERB1RB2CEC3C1C2RC×

§6.2

正弦波振荡电路25一、电压比较器(Comparer)功能：类型基本比较器简单比较器(单门限)窗口比较器(双门限)迟滞比较器(施密特触发器)比较电压信号(被测试信号与标准信号)大小

§6.3

波形整形电路作用：对变化缓慢或不规则的信号整形，使之变成边沿陡峭的信号，也可剔除输入信号中的干扰信号。26

§6.3

波形整形电路B.并联型比较器电路29

§6.3

波形整形电路2.集成电压比较器—LM31130

§6.3

波形整形电路LM311电路接法31二、555集成定时器

§6.3

波形整形电路1.电路组成RS触发器32

§6.3

波形整形电路2.基本功能不变不变><10导通>>11截止<<10导通XX0QVTTRTHR输出输入（5脚悬空时）331)电路和门限电压三、迟滞比较器1.反相型迟滞比较器正反馈当uI>uP时，uO=-UZ当uI<uP时，uO=+UZ

§6.3

波形整形电路uIRR1UREFR2R3UZPuO34特点：2)传输特性OuIuOUT+UT-UZ-UZ当uI逐渐增大时

只要uI<UT+，则uO=UZ一旦uI>UT+，则uO=-UZ当uI逐渐减小时只要uI>UT-，则uO=-UZ一旦uI<UT-，则uO=UZ上门限下门限U=UT+

-UT-U回差电压uI上升时与上门限比,uI下降时与下门限比。

§6.3

波形整形电路uIRR1UREFR2R3UZPuO352.同相型迟滞比较器若UREF=0

§6.3

波形整形电路R1RuIUREFR2R3UZNPuO36传输特性OuIuOUT+UT-UZ-UZU=UT+

-UT-

§6.3

波形整形电路37

§6.3

波形整形电路3.555定时器构成的施密特触发器电路38整形OuItUT+UT-OuOtUOHUOL

§6.3

波形整形电路应用整形及抗干扰OuItUT+UT-OuOtUOHUOL39

§6.3

波形整形电路4.单稳态触发器电路/TRTHQ40一、矩形波振荡电路1.用电压比较器构成的矩形波振荡电路-UZ

uO

uCtUT+UT-UZ

§6.4

非正弦波振荡电路

滞回比较器积分电路UZR2CTR1R3uORT（1）工作原理41（2）振荡频率

§6.4

非正弦波振荡电路-UZ

uO

uCtUT+UT-UZ42

§6.4

非正弦波振荡电路2.占空比可调的矩形波振荡电路要点：应改变C的充、放电时间常数C放电时，放电电流经RT、二极管VD2、电位器的下半部。

C充电时，充电电流经电位器的上半部、二极管VD1、RT；43

§6.4

非正弦波振荡电路3.单电源矩形波振荡电路44

§6.4

非正弦波振荡电路4.用555构成的矩形波振荡电路(1)电路结构及工作原理45

§6.4

非正弦波振荡电路(2)振荡频率1）充电过程2）放电