7波形发生电路.ppt

1、(7-1),电子技术,第七章波形发生电路,模拟电路部分,(7-2),第七章波形发生电路,7.1方波发生器7.2三角波发生器7.3锯齿波发生器7.4压频转换7.5正弦波发生器,(7-3),一、电路结构,上下门限电压：,下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端。,7.1方波发生器,(7-4),二、工作原理,1.设uo=+UOM,此时，输出给C充电!,则：u+=UH,一旦ucUH,就有u-u+,在ucUH时，,u-u+,uo保持+UOM不变；,uo立即由UOM变成UOM,(7-5),此时，C经输出端放电。,2.当uo=-UOM时，,u+=UL,uc降到UL时，uo上翻。,当uo重

2、新回到UOM以后，电路又进入另一个周期性的变化。,(7-6),0,输出波形：,(7-7),RC电路：起反馈和延迟作用，获得一定的频率。,下行迟滞比较器：起开关作用，实现高低电平的转换。,方波发生器各部分的作用：,(7-8),三、周期与频率的计算,f=1/T,uc上升阶段表示式:,uc下降阶段表示式:,(7-9),方波发生器电路的改进：,(7-10),思考题：点b是电位器RW的中点，点a和点c是b的上方和下方的某点。试定性画出点电位器可动端分别处于a、b、c三点时的uo-uc相对应的波形图。,(7-11),电路一：方波发生器矩形波积分电路三角波,7.2三角波发生器,此电路要求前后电路的时间常数配

3、合好，不能让积分器饱和。,(7-12),uo,三角波的周期由方波发生器确定，其幅值也由周期T和参数R、C决定。,(7-13),电路二：电路一的改型,反向积分电路,上行迟滞比较器,特点：由上行的迟滞比较器和反相积分器级联构成，迟滞比较器的输出作为反相积分器的输入，反相积分器的输出又作为迟滞比较器的输入。,(7-14),上行的迟滞比较器,回顾:,上下门限电压：,(7-15),回顾:,反相积分器,(7-16),(7-17),周期和频率的计算：,(7-18),电路三：是电路二的改型电路,调整电位器RW可以使三角波上下移动。即给纯交流的三角波叠加了一个直流分量。,(7-19),T1时间段，电容C通过R放

4、电,T2时间段，电容C通过R充电,充放电的时间T1、T2可通过R、R调整。当R=0时，则为锯齿波发生器。,电路四：是电路二的改进电路,uo1被嵌位于Uz,(7-20),7.3锯齿波发生器,改变三角波发生器中积分电路的充放电时间常数，使放电的时间常数为0，即把三角波发生器转换成了锯齿波发生器。,(7-21),(7-22),7.4压频转换,|ui|UZ,把锯齿波发生器积分电路的充电电压由uo1变为ui，则锯齿波发生器转变为压频转换电路。即输出uo的频率由输入电压ui的大小决定。,(7-23),设uo1=+UZ，则D2截止，D1导通，ui给电容C充电，uo下降，当uo下降到U+L时uo1翻转到-UZ

5、，这时，D1截止，D2导通，电容C快速放电，uo上升，当uo上升到U+H时uo1翻转到+UZ。如此周期变化。uo为锯齿波。,工作原理：,uc,(7-24),由电路的工作情况可知：,改变电压ui,uo的频率变化,充电电压变化,因此，称该电路为压频转换电路。,充电时间变化,(7-25),由工作原理可知，uo在U+L、U+H之间变化：,(7-26),7.5.1产生自激振荡的原理,只有正反馈电路才能产生自激振荡。,7.5正弦波发生器,(7-27),如果：,反馈信号代替了放大电路的输入信号。,(7-28),自激振荡条件的推导,(7-29),自激振荡的条件,(7-30),如果：,(1)正反馈足够强,输入信

6、号为0时仍有信号输出，这就是产生了自激振荡。,(2)要获得非正弦自激振荡,反馈回路中必须有RC积分电路。例如：前面介绍的方波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器等。,(3)要获得正弦自激振荡,反馈回路中必须有选频电路。所以将放大倍数和反馈系数写成：,(7-31),自激振荡的条件：,因为：,所以，自激振荡条件也可以写成：,（1）振幅条件：,（2）相位条件：,n是整数,相位条件意味着振荡电路必须是正反馈；振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。,(7-32),问题1：如何启振？,Uo是振荡器的电压输出幅度，B是要求输出的幅度。起振时Uo=0，达到稳定振荡时Uo=B。,放大电路中存在噪声即瞬态扰动

7、，这些扰动可分解为各种频率的分量，其中也包括有fo分量。,选频网络：把fo分量选出，把其他频率的分量衰减掉。这时，只要：,|AF|1，且A+B=2n，即可起振。,(7-33),问题2：如何稳幅？,起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这时若|AF|仍大于1，则输出将会饱和失真。,达到需要的幅值后，将参数调整为AF=1，即可稳幅。,具体方法将在后面具体电路中介绍。,起振并能稳定振荡的条件：,(7-34),7.5.2RC振荡电路,用RC电路构成选频网络的振荡电路即所谓的RC振荡电路，可选用的RC选频网络有多种，这里只介绍文氏桥选频电路。,一、选频电路,(7-35),时，相移为0。,(7-36),如

8、果：R1=R2=R，C1=C2=C，则：,传递函数：,相频特性：,幅频特性：,(7-37),二、用运放组成的RC振荡器,所以，要满足相位条件，只有在fo处,因为：,(7-38),能自行启动的电路（1）,起振时，RT略大于2R1，使|AF|1，以便起振；,起振后，uo逐渐增大则RT逐渐减小，使得输出uo为某值时，|AF|=1，从而稳幅。,(7-39),能自行启动的电路（2）,R22为一小电阻，使(R21+R22)略大于2R1，|AF|1，以便起振；,随着uo的增加，R22逐渐被短接，A自动下降到使|AF|=1，使得输出uo稳定在某值。,(7-40),输出频率的调整：,通过调整R或/和C来调整频率

9、。,C：双联可调电容，改变C，用于细调振荡频率。,K：双联波段开关，切换R，用于粗调振荡频率。,(7-41),电子琴的振荡电路电路：,(7-42),三、用分立元件组成的RC振荡器,ube,RC网络正反馈，RF、RE1组成负反馈，调整到合适的参数则可产生振荡。,(7-43),7.5.3LC振荡电路,LC振荡电路的选频电路由电感和电容构成，可以产生高频振荡。由于高频运放价格较高，所以一般用分离元件组成放大电路。本节只对LC振荡电路做一简单介绍，重点掌握相位条件的判别。,首先介绍一下LC选频网络。,(7-44),谐振时回路电流比总电流大的多，外界对谐振回路的影响可以忽略！,(7-45),+,+,+,例1：,正反馈,频率由LC谐振网络决定。,(7-46),例2：,正反馈,频率由C、L1、L2谐振网络决定。,设uB,uC,uD,uB,uL2,ube,uL1,D,(7-47),例3：,正反馈,设uB,uC,uC1,uC2,uB,频率由L、