电路与电子技术-课件 第8章 模拟信号发生电路

清华大学自动化系2025.08电子电路与微处理器基础叶朝辉FundamentalsofElectronicCircuitsandMicroprocessor8.1概述8.2正弦波振荡电路8.3方波发生电路8.4三角波发生电路8.5电压-频率转换电路第8章模拟信号发生电路238.1概述

信号发生电路广泛应用于测量和通信领域。

例如，在模拟电路测量中常用正弦波、方波、三角波或阶梯波信号，在数字电路测量中常用方波及矩形波信号，在通信领域常用正弦波信号作为载波信号等。

信号发生电路由于要自动产生连续不断的周期信号，电路处于不稳定的状态，因此电路中将会有引入正反馈的环节。48.2.1

正弦波振荡的条件8.2.2

正弦波振荡电路的组成和分类8.2.3

RC正弦波振荡电路8.2正弦波振荡电路58.2.1正弦波振荡的条件图8-2-1正反馈放大电路方块图

（2）产生正弦波振荡的起振条件为：

（3）稳定振荡的条件

（1）引入正反馈68.2.2正弦波振荡电路的组成和分类

正弦波振荡电路分为：RC、LC或石英晶体正弦波振荡电路三种。

其中RC正弦波振荡电路应用最为广泛。78.2.3RC正弦波振荡电路一、文氏桥正弦波振荡电路图8-2-2(a)RC正弦波振荡电路(b)文氏桥电路81.RC串并联网络RC串并联网络使得当频率为f0时，反馈系数F的幅值最大，相移为0，具有选频作用图8-2-4RC串并联选频网络的频率特性102.同相比例运算电路

起振幅值条件:|AF|

略大于1起振条件:Rf

略大于2R1

11

3.稳幅环节图8-2-5加稳幅环节的RC正弦波振荡电路方法一：在反馈支路中串联两个二极管

方法二：采用热敏电阻代替R1或Rf。12图8-2-6RC正弦波振荡电路的仿真结果138.3.1

电路组成及工作原理8.3.2

波形分析8.3方波发生电路148.3.1电路组成及工作原理

若将比较器的输出信号通过一个延时电路反馈到其输入端，用该信号作为触发比较器输出信号翻转的输入信号，则能产生方波或矩形波。延时电路一般可采用一阶RC电路或者积分电路。图8-3-1方波和矩形波发生电路原理简图15图8-3-2方波发生电路

设uO初始状态为+UZ：uO通过R3对C充电，uN（即uC）逐渐升高，当uC=+UT时uO将翻转为-UZ。电容C通过R3放电，使uC逐渐降低，当uC=-UT时uO将翻转为+UZ，电路回到初始状态。电路将依照上述工作过程循环往复，从而产生方波。8.3.1电路组成及工作原理168.3.2波形分析图8-3-2方波发生电路图8-3-3方波发生电路波形

17图8-3-4方波发生电路的仿真结果18

19矩形波发生电路当uO=+UZ时D1导通、D2截止，uO将通过RW1、R3对C充电；当uO=-UZ时D1截止、D2导通，电容C将通过R3、RW2放电。

208.4.1

电路组成及工作原理8.4.2

波形分析8.4三角波发生电路218.4.1电路组成及工作原理图8-4-1利用方波发生电路和积分电路组成的三角波发生电路

uO的幅值将与方波周期成正比，因此调节方波周期会同时改变三角波的幅值。228.4.1电路组成及工作原理图8-4-2三角波发生电路

当uO1为+UZ时，uO将逐渐减小，当uO达到阈值电压-UZ时，uO1翻转为-UZ；之后uO将逐渐增大，当uO达到阈值电压+UZ时，uO1翻转为+UZ。如此周而复始，uO产生三角波，uO1产生方波。238.4.2波形分析图8-4-3三角波发生电路输出波形

24图8-4-4三角波发生电路的仿真结果25

26锯齿波发生电路当uO1=+UZ时D1导通、D2截止，uO将通过R3和滑动端以上的电阻RW上被积分，uO下降；当uO1=-UZ时D1截止、D2导通，uO将通过R3和滑动端以下的电阻RW下被积分，uO上升。278.5.1

电路组成及工作原理8.5.2

振荡频率分析8.5电压-频率转换电路288.5.1电路组成及工作原理

设输出电压uO的初始值为-UZ，此时二极管截止，uO1上升；当uO1上升至+UT时，uO翻转为+UZ；此时二极管导通，uO通过R5、uI通过R1一起被积分。由于R5<<R1，因此uO1将由于uO=+UZ的作用而快速下降；当uO1下降至-UT时，uO翻转为-UZ，回到初始状态。如此周而复始，uO产生矩形波，uO1产生锯齿波。29