模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(高等教育出版社 第四版) 83 非正弦波發(fā)生電路

1、8.3 8.3 非正弦波發(fā)生電路非正弦波發(fā)生電路8.3.1 矩形波發(fā)生電路8.3.2 三角波發(fā)生電路8.3.3 鋸齒波發(fā)生電路8.3.4 波形變換電路常見(jiàn)的非正弦波常見(jiàn)的非正弦波矩形波矩形波三角波三角波鋸齒波鋸齒波尖頂波尖頂波階梯波階梯波矩形波是基礎(chǔ)波形，可通過(guò)波形變換得到其它波形。矩形波是基礎(chǔ)波形，可通過(guò)波形變換得到其它波形。8.3.1 矩形波發(fā)生電路 輸出無(wú)穩(wěn)態(tài)，有兩個(gè)暫態(tài)；若輸出為高電平時(shí)輸出無(wú)穩(wěn)態(tài)，有兩個(gè)暫態(tài)；若輸出為高電平時(shí)定義為第一暫態(tài)，則輸出為低電平為第二暫態(tài)。定義為第一暫態(tài)，則輸出為低電平為第二暫態(tài)。1. 基本組成部分基本組成部分 （1）開(kāi)關(guān)電路：輸出只有高電平和低電平兩種）開(kāi)

2、關(guān)電路：輸出只有高電平和低電平兩種情況，稱為兩種狀態(tài)；因而采用電壓比較器。情況，稱為兩種狀態(tài)；因而采用電壓比較器。 （2）反饋網(wǎng)絡(luò)：實(shí)現(xiàn)自控，在輸出為某一狀態(tài)）反饋網(wǎng)絡(luò)：實(shí)現(xiàn)自控，在輸出為某一狀態(tài)時(shí)孕育翻轉(zhuǎn)成另一狀態(tài)的條件。應(yīng)引入反饋。時(shí)孕育翻轉(zhuǎn)成另一狀態(tài)的條件。應(yīng)引入反饋。 （3）延遲環(huán)節(jié)：使得兩個(gè)狀態(tài)均維持一定的時(shí)）延遲環(huán)節(jié)：使得兩個(gè)狀態(tài)均維持一定的時(shí)間，決定振蕩頻率。間，決定振蕩頻率。利用利用RC電路實(shí)現(xiàn)。電路實(shí)現(xiàn)。2. 電路組成電路組成ZTZTURRRUURRRUURRRU21122111Z211T，或正向充電：正向充電： uO（+UZ）RC地地反向充電：反向充電： 地地C R uO（

3、UZ）RC 回路回路ZU滯回比較器滯回比較器ZU輸出電壓：輸出電壓： uO=UZ閾值電壓：閾值電壓：躍變方向：負(fù)向躍變（從反相端輸入）躍變方向：負(fù)向躍變（從反相端輸入）3. 工作原理：分析工作原理：分析 設(shè)某一時(shí)刻設(shè)某一時(shí)刻uO=+UZ，則，則uP=UT2，uO通過(guò)通過(guò)R3對(duì)對(duì)C正向充電（如實(shí)線所正向充電（如實(shí)線所示），示）， uN隨時(shí)間隨時(shí)間t增長(zhǎng)而逐漸升高，增長(zhǎng)而逐漸升高，當(dāng)當(dāng)t趨于無(wú)窮大時(shí)，趨于無(wú)窮大時(shí)，uN趨于趨于+UZ，但，但是一旦是一旦 uNUT2，再稍增大，再稍增大，uO就就從從+UZ躍變?yōu)檐S變?yōu)?UZ，同時(shí)，同時(shí)uP從從UT2躍躍變?yōu)樽優(yōu)閁T1 。 隨后，隨后， uO又通過(guò)又通

4、過(guò)R3對(duì)對(duì)C反向充電或放電（如虛線所示），反向充電或放電（如虛線所示），uN隨時(shí)間隨時(shí)間t增長(zhǎng)而逐漸降低，當(dāng)增長(zhǎng)而逐漸降低，當(dāng)t趨于無(wú)窮大時(shí)，趨于無(wú)窮大時(shí)，uN趨于趨于-UZ，但是一旦但是一旦 uNUT1，再稍減小，再稍減小，uO就從就從-UZ躍變?yōu)檐S變?yōu)?UZ，同時(shí)，同時(shí)uP從從UT1躍變?yōu)檐S變?yōu)閁T2 。 周而復(fù)始，電路產(chǎn)生自激振蕩。周而復(fù)始，電路產(chǎn)生自激振蕩。)21ln(2213RRCRT%50kTT脈沖寬度脈沖寬度4. 波形分析波形分析可求出振蕩周期：可求出振蕩周期：振蕩頻率：振蕩頻率：Tf1占空比：占空比：8.3.2 三角波發(fā)生電路 1. 電路組成電路組成 由矩形波發(fā)生器和積分運(yùn)算電

5、路組成。由矩形波發(fā)生器和積分運(yùn)算電路組成。2.輸出波形輸出波形 將將矩形波發(fā)生器產(chǎn)生的方波電壓作為積分運(yùn)算電路的矩形波發(fā)生器產(chǎn)生的方波電壓作為積分運(yùn)算電路的輸入，在積分運(yùn)算電路的輸出就得到三角波電壓。輸入，在積分運(yùn)算電路的輸出就得到三角波電壓。矩形波矩形波發(fā)生器發(fā)生器)()(1)(11112121tuttuRCutudtuRCudtuRCuoIottoIoIo3. 實(shí)用電路實(shí)用電路滯回比較器滯回比較器積分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路求滯回比較器的電壓傳輸特性：三要素求滯回比較器的電壓傳輸特性：三要素 UOH 、 UOL ； UT； uI過(guò)過(guò)UT時(shí)曲線的躍變方向。時(shí)曲線的躍變方向。)()(11O12O1

6、3OtuttuCRu代入，求出，將令ZO1N1P1O212O1211P10UuuuuRRRuRRRuZ21TURRU)()(1)()(11O123OO11O12O13OtuttUCRuUututtuCRuZZ：設(shè) 積分電路反向積分，積分電路反向積分，t uO，一旦，一旦uO過(guò)過(guò) UT ，uO1從從 UZ躍變?yōu)檐S變?yōu)?UZ 。 積分電路正向積分，積分電路正向積分，t uO， 一旦一旦uO過(guò)過(guò) UT ， uO1從從 UZ躍變?yōu)檐S變?yōu)?UZ ，返回初態(tài)。重復(fù)上述過(guò)程，產(chǎn)生周期性的變，返回初態(tài)。重復(fù)上述過(guò)程，產(chǎn)生周期性的變化，即振蕩?；?，即振蕩。 三角波發(fā)生電路的振蕩原理三角波發(fā)生電路的振蕩原理4.

7、波形分析波形分析2314RCRRT 表明：調(diào)節(jié)表明：調(diào)節(jié)R1、R2、R3、C，可以改變振蕩，可以改變振蕩頻率；調(diào)節(jié)頻率；調(diào)節(jié)R1、R2可以可以改變?nèi)遣ǖ姆?。改變?nèi)遣ǖ姆??？汕蟪稣袷幹芷冢嚎汕蟪稣袷幹芷冢赫袷庮l率：振蕩頻率：Tf1Z21TURRU8.3.3 鋸齒波發(fā)生電路鋸齒波發(fā)生電路1. 電路電路T2. 波形波形 如果三角波發(fā)生電路的積分電如果三角波發(fā)生電路的積分電路正向積分的時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于反向路正向積分的時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于反向積分的時(shí)間常數(shù)，或反之，則輸出積分的時(shí)間常數(shù)，或反之，則輸出電壓上升和下降的斜率相差很多，電壓上升和下降的斜率相差很多，就可以獲得鋸齒波。就可以獲得鋸齒波。 利用二

8、極管的單向?qū)Ю枚O管的單向?qū)щ娦允狗e分電路兩個(gè)方電性使積分電路兩個(gè)方向的積分通路不同，就向的積分通路不同，就可得到鋸齒波發(fā)生電路?？傻玫戒忼X波發(fā)生電路。8.3.4 波形變換電路波形變換電路1. 利用基本電路實(shí)現(xiàn)波形變換利用基本電路實(shí)現(xiàn)波形變換 積分電路：方波變?nèi)遣?；微分電路：三角波變方波積分電路：方波變?nèi)遣?；微分電路：三角波變方?電壓比較器：正弦波變矩形波電壓比較器：正弦波變矩形波 uC為低電平開(kāi)關(guān)斷開(kāi)為低電平開(kāi)關(guān)斷開(kāi)uC為高電平開(kāi)關(guān)閉合為高電平開(kāi)關(guān)閉合利用利用電子電子開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)改變改變比例比例系數(shù)系數(shù)2. 三角波變鋸齒波：二倍頻三角波變鋸齒波：二倍頻3. 三角波變正弦波三角波變正弦波（2）折線法）折線法 根據(jù)正弦波與根據(jù)正弦波與三角波的差別，三角波的差別，將三角波分成若干段，按不同比將三角波分成若干段，按不同比例衰減，即可得到近似于例衰減，即可得到近似于正弦波正弦波的折線化波形。的折線化波形。 若輸入信號(hào)的頻率變化較大，若輸入信號(hào)的頻率變化較大，則可用