第8章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換ppt課件

1、第八章第八章 波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換 （6學(xué)時）學(xué)時）第一節(jié)第一節(jié) 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路第二節(jié)第二節(jié) 電壓比較器電壓比較器第三節(jié)第三節(jié) 非正弦波發(fā)生電路非正弦波發(fā)生電路第四節(jié)第四節(jié) 利用集成運放實現(xiàn)的信號轉(zhuǎn)換電路利用集成運放實現(xiàn)的信號轉(zhuǎn)換電路第五節(jié)第五節(jié) 鎖相環(huán)及其在信號轉(zhuǎn)換電路中的應(yīng)用了解鎖相環(huán)及其在信號轉(zhuǎn)換電路中的應(yīng)用了解重點掌握：利用正弦波振蕩條件及分析方法能夠分析討論重點掌握：利用正弦波振蕩條件及分析方法能夠分析討論RC、LC振蕩電路和石英晶體正弦波振蕩電路的有關(guān)問題振蕩電路和石英晶體正弦波振蕩電路的有關(guān)問題如是否可能振蕩，振蕩頻率等），掌握電壓比較器、如

2、是否可能振蕩，振蕩頻率等），掌握電壓比較器、非正弦波發(fā)生電路的工作原理非正弦波發(fā)生電路的工作原理 。 fidXXX基本放大基本放大電路電路A反饋電路反饋電路FiX+ dXoXfXdoXAXFAAXXAioF 1|ofXFXfidXXX正反饋電路正反饋電路能產(chǎn)生自激能產(chǎn)生自激振蕩振蕩正弦波振蕩電路是在沒有外加輸入信號的情況下，正弦波振蕩電路是在沒有外加輸入信號的情況下，依靠電路自激振蕩產(chǎn)生正弦波輸出的電路。依靠電路自激振蕩產(chǎn)生正弦波輸出的電路。則去掉則去掉假設(shè)：假設(shè)：,ifXX ,iX仍有信號輸出。仍有信號輸出。fdXX 改成正反饋改成正反饋8.1.1 8.1.1 概述概述fidXXX FAAX

3、XAioF 1一一. . 產(chǎn)生正弦波振蕩的條件產(chǎn)生正弦波振蕩的條件fidXXX所以振蕩條件為：所以振蕩條件為：1FA引入正反饋引入正反饋ooXFAXdfXX讓ofXFXofdoXFAXAXAXFAAAF 1 FAFA:01則則正反饋足夠強，輸入信號為正反饋足夠強，輸入信號為 0 時仍有信號輸出，產(chǎn)生自激振蕩時仍有信號輸出，產(chǎn)生自激振蕩 基本放大基本放大電路電路A反饋電路反饋電路FdXoXfX則去掉輸入信號則去掉輸入信號,iX仍有信號輸出。仍有信號輸出。doXAXfdXX)()(FA、要獲得一定頻率的正弦自激振蕩要獲得一定頻率的正弦自激振蕩,反饋回路中必須有反饋回路中必須有選頻電路。所以將放大倍

4、數(shù)和反饋系數(shù)寫成：選頻電路。所以將放大倍數(shù)和反饋系數(shù)寫成：1 FA振幅平衡條件振幅平衡條件 n2FA 相位平衡條件相位平衡條件自激振蕩的條件：自激振蕩的條件：1)()(FA由于：由于：AAA|)(FFF|)(所以，自激振蕩條件也可以寫成：所以，自激振蕩條件也可以寫成：n是整數(shù)是整數(shù)相位條件意味著振蕩電路必須是正反饋；相位條件意味著振蕩電路必須是正反饋；振幅條件可以通過調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)達(dá)到。振幅條件可以通過調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)達(dá)到。問題：如何起振？如何穩(wěn)幅？問題：如何起振？如何穩(wěn)幅？1 FA1FA起振與穩(wěn)幅起振與穩(wěn)幅電路如何從起振到穩(wěn)幅？電路如何從起振到穩(wěn)幅？oX)(ifXXooXFA穩(wěn)

5、定的穩(wěn)定的振幅振幅 要產(chǎn)生正弦波振蕩，必須有滿足相位條件的f0，且在合閘通電時對于f= f0信號有從小到大直至穩(wěn)幅的過程，即滿足起振條件。1 FA1FA由于半導(dǎo)體器件的非由于半導(dǎo)體器件的非線性特性及供電電源線性特性及供電電源的限制。的限制。最終達(dá)到動態(tài)平衡，最終達(dá)到動態(tài)平衡，穩(wěn)定在一定的幅值。穩(wěn)定在一定的幅值。1振蕩電路無須輸入信號就能起振，起振的信號源來振蕩電路無須輸入信號就能起振，起振的信號源來自電路器件內(nèi)部噪聲；自電路器件內(nèi)部噪聲；2電路器件的內(nèi)部噪聲不是單一頻率，但振蕩電路中電路器件的內(nèi)部噪聲不是單一頻率，但振蕩電路中的選頻網(wǎng)絡(luò)，只使噪聲中某一頻率的選頻網(wǎng)絡(luò)，只使噪聲中某一頻率f0 滿

6、足相位平衡滿足相位平衡條件，形成正反饋，成為振蕩電路的輸出信號；而條件，形成正反饋，成為振蕩電路的輸出信號；而其它頻率的信號，則不滿足相位平衡條件，逐漸被其它頻率的信號，則不滿足相位平衡條件，逐漸被抑制掉抑制掉;3. 振蕩電路中的穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，將限制輸出信號幅度的無限振蕩電路中的穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，將限制輸出信號幅度的無限增長，當(dāng)輸出信號達(dá)到一定值后，將使其穩(wěn)定。增長，當(dāng)輸出信號達(dá)到一定值后，將使其穩(wěn)定?？偨Y(jié)：總結(jié)：正弦波振蕩電路的組成：正弦波振蕩電路的組成： 放大電路：能量控制，保證輸出信號有一定的幅度；放大電路：能量控制，保證輸出信號有一定的幅度； 選頻網(wǎng)絡(luò)：確定輸出信號為單一頻率的正弦波信號；選頻網(wǎng)絡(luò)

7、：確定輸出信號為單一頻率的正弦波信號； 反饋網(wǎng)絡(luò)：引入正反饋；反饋網(wǎng)絡(luò)：引入正反饋； 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：使輸出信號幅值穩(wěn)定。穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：使輸出信號幅值穩(wěn)定。選頻網(wǎng)絡(luò)與反饋網(wǎng)絡(luò)合二為一選頻網(wǎng)絡(luò)與反饋網(wǎng)絡(luò)合二為一, 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)用非線性元件實現(xiàn)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)用非線性元件實現(xiàn).判斷電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩的步驟：判斷電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩的步驟：電路是否由四個部分組成：放大、選頻、反饋和穩(wěn)幅電路是否由四個部分組成：放大、選頻、反饋和穩(wěn)幅;放大電路是否能正常工作：靜態(tài)工作點是否合適，動態(tài)信放大電路是否能正常工作：靜態(tài)工作點是否合適，動態(tài)信號能不能放大號能不能放大;判斷電路是否滿足相位條件，即是否可能振蕩判斷電路是否

8、滿足相位條件，即是否可能振蕩 ； 判斷電路是否引入正反饋：利用瞬時極性法判斷電路是否引入正反饋：利用瞬時極性法;判斷電路是否滿足幅值條件，即是否一定振蕩。判斷電路是否滿足幅值條件，即是否一定振蕩。 計算和，是否滿足計算和，是否滿足1 FA相位條件的判斷方法：瞬時極性法相位條件的判斷方法：瞬時極性法 在多數(shù)正弦波振蕩電路中，輸出量、凈輸入量和反饋量均為電壓量。 iU極性？極性？根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件的不同，分為根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件的不同，分為RC、LC和石英晶體正和石英晶體正弦波振蕩電路三種類型。弦波振蕩電路三種類型。1) RC正弦波振蕩電路：正弦波振蕩電路： 幾百千赫以下幾百千赫以下2) LC正

9、弦波振蕩電路：正弦波振蕩電路： 幾百千赫幾百兆赫幾百千赫幾百兆赫3) 石英晶體正弦波振蕩電路：振蕩頻率穩(wěn)定石英晶體正弦波振蕩電路：振蕩頻率穩(wěn)定RC正弦波振蕩電路也叫正弦波振蕩電路也叫RC橋式正弦波振蕩電路橋式正弦波振蕩電路或文氏橋振蕩電路或文氏橋振蕩電路構(gòu)成橋路構(gòu)成橋路+8.1.2. RC 8.1.2. RC 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路 放大電路放大電路選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)-電路可能產(chǎn)生自激振蕩電路可能產(chǎn)生自激振蕩RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)低頻段低頻段高頻段高頻段 900 0Ff ，Uf 900 Ff ，UfUo.Uf.I.Uo.Uf.I. 在頻率從在頻率從0中必有一個

10、頻率中必有一個頻率f0，F(xiàn)0。CRCRCRUUF j1 j1 j1of ) 1 ( j31RCRC RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)當(dāng)當(dāng) f=f0時，不但時，不但=0，且，且 最大，為最大，為1/3。F)( j31 21000ffffFRCf ，則，則令令200231 ffffF ffffF0031arctan 為為振振蕩蕩頻頻率率of1)是否可用共射放大電路？是否可用共射放大電路？2)是否可用共集放大電路？是否可用共集放大電路？3)是否可用共基放大電路？是否可用共基放大電路？4)是否可用兩級共射放大電路？是否可用兩級共射放大電路？放大電路的選擇放大電路的選擇 應(yīng)為RC 串

11、并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)配一個電壓放大倍數(shù)略大于3、輸入電阻趨于無窮大、輸出電阻趨于0的放大電路。不滿足相位條件不滿足相位條件不滿足幅值條件不滿足幅值條件輸入電阻小、輸出電阻大，輸入電阻小、輸出電阻大，影響影響f0 可引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使可引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使電壓放大倍數(shù)大于電壓放大倍數(shù)大于3，且，且Ri大、大、Ro小，對小，對f0影響小影響小緣由：要提高其振蕩頻率，必須減小緣由：要提高其振蕩頻率，必須減小R R和和C C的值，放大器的輸出的值，放大器的輸出電阻和晶體管的極間電容將影響其選頻特性，輸出頻率不穩(wěn)定。電阻和晶體管的極間電容將影響其選頻特性，輸出頻率不穩(wěn)定。：RRAf的的關(guān)關(guān)系系和和可可得得電電

12、路路中中，根根據(jù)據(jù)起起振振條條件件：13 311 RRAf：調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)振振蕩蕩器器頻頻率率的的辦辦法法RCRC正弦波振蕩電路一般用于產(chǎn)生頻率低于正弦波振蕩電路一般用于產(chǎn)生頻率低于 1 MHz 1 MHz 的正弦波的正弦波12RRf RCfo 21 ，無無相相移移，時時，當(dāng)當(dāng)031 FoFff 蕩蕩。條條件件，電電路路能能夠夠產(chǎn)產(chǎn)生生振振和和幅幅度度平平衡衡同同時時滿滿足足相相位位平平衡衡條條件件，此此時時，則則若若13 FAA振蕩頻率可調(diào)的選頻網(wǎng)絡(luò)振蕩頻率可調(diào)的選頻網(wǎng)絡(luò)例：已知電容的取值分別為例：已知電容的取值分別為0.01F, 0.1F, 1F, 10F, R=50, RW=10k.求求: f

13、0的調(diào)節(jié)范圍的調(diào)節(jié)范圍.解：解：RCfo 21 maxmin21CRRfWo minmax21RCfo Hz59. 110101010502163 kHz3181001. 050216 雙聯(lián)波段開關(guān)，雙聯(lián)波段開關(guān)，切換切換C C，用于粗，用于粗調(diào)振蕩頻率。調(diào)振蕩頻率。雙聯(lián)可調(diào)電阻雙聯(lián)可調(diào)電阻用于細(xì)調(diào)振蕩用于細(xì)調(diào)振蕩頻率。頻率。RCfo 21 通過調(diào)整通過調(diào)整R或或C來調(diào)整頻率。來調(diào)整頻率。C：雙聯(lián)可調(diào)電：雙聯(lián)可調(diào)電容，改變?nèi)?，改變C，用于細(xì)調(diào)振用于細(xì)調(diào)振蕩頻率。蕩頻率。K：雙聯(lián)波段開：雙聯(lián)波段開關(guān)，切換關(guān)，切換R，用于粗調(diào)振用于粗調(diào)振蕩頻率。蕩頻率。+ARFuoRCCRKKR1R1R2R2R3

14、R3電子琴振蕩電路電子琴振蕩電路2121RRCfo _+ARF1uoR1CCRD1D1RF2R28R27R26R25R24R23R22R21 R1 RT C C R oUfUA - - + R 穩(wěn)幅措施利用非線性元件來穩(wěn)穩(wěn)幅措施利用非線性元件來穩(wěn)幅）幅）4熱敏元件：熱敏元件：RT(負(fù)溫度負(fù)溫度系數(shù)系數(shù))4二極管電流增大電阻二極管電流增大電阻減?。p?。㏕PUTRo TuRAUo uoAU dDoriU11RrRAdfu 討論：合理連接電路，組成文氏橋討論：合理連接電路，組成文氏橋振蕩電路振蕩電路作 業(yè)： 8.6 8.7 8.88.1.3 LC8.1.3 LC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路LC正弦

15、波振蕩電路與正弦波振蕩電路與RC正弦波振蕩電路的組成原則在正弦波振蕩電路的組成原則在本質(zhì)上是相同的，只是選頻網(wǎng)絡(luò)由電感本質(zhì)上是相同的，只是選頻網(wǎng)絡(luò)由電感L和電容和電容C構(gòu)成，可構(gòu)成，可以產(chǎn)生高頻振蕩。由于高頻運放價格較高，所以一般用分以產(chǎn)生高頻振蕩。由于高頻運放價格較高，所以一般用分立元件組成放大電路。本節(jié)只對立元件組成放大電路。本節(jié)只對 LC振蕩電路做一簡單介紹，振蕩電路做一簡單介紹，重點掌握相位條件的判別。重點掌握相位條件的判別。首先介紹一下首先介紹一下 LC LC 選頻網(wǎng)絡(luò)。選頻網(wǎng)絡(luò)。LC并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路CjLjCjLjZAB 11 iULIABCLCI總I理想電路理想電路 CL

16、jCL 1一、諧振頻率與諧振電阻一、諧振頻率與諧振電阻 1、諧振的概念：、諧振的概念：AB間的阻抗最大，且呈純電阻的狀態(tài)間的阻抗最大，且呈純電阻的狀態(tài)諧振狀態(tài)。諧振狀態(tài)。2、諧振頻率：、諧振頻率：LC10 LCf 210 01 CL 當(dāng)當(dāng) 時呈諧振狀態(tài)，此時時呈諧振狀態(tài)，此時或或iULIABCLRCI總I3、諧振電阻、諧振電阻02020)(1)(RRCRLRCLZAB )1(CLjRCLZAB CjLjRCjLjRZAB 11)( RL LCO12 損耗損耗電阻電阻CLoo 1 LCf 210 OABRUI 總總LjRUIABL 總總IRLLULRUIABABL00202)( CjUIABC

17、/1 總總ICRCUIABC001 5、特點、特點（1諧振頻率：諧振頻率：（2諧振時總的容抗等于感抗：諧振時總的容抗等于感抗：CL 1 兩端呈純電阻。兩端呈純電阻。（3諧振時總電流與總電壓同相，支路電流比總電流大。諧振時總電流與總電壓同相，支路電流比總電流大。電感支路：電感支路：電容支路：電容支路：iULIABCLRCI總I02020)(1)(RRCRLRCLZAB RCULRUABAB2020)()( 二、諧振回路的品質(zhì)因數(shù)二、諧振回路的品質(zhì)因數(shù)CLRCRRLQ11000 C10定義：諧振時電路的電抗定義：諧振時電路的電抗0L或或 ）與等效損耗電阻與等效損耗電阻R之比稱為品質(zhì)因數(shù)。之比稱為品

18、質(zhì)因數(shù)。Q0的大小標(biāo)志著諧振質(zhì)量的優(yōu)劣。的大小標(biāo)志著諧振質(zhì)量的優(yōu)劣。Q0越大越大損耗越小。損耗越小。Q0通常在通常在30200之間。之間。諧振時回路電流比總電流大的多，外界對諧振回路諧振時回路電流比總電流大的多，外界對諧振回路的影響可以忽略！的影響可以忽略！總總IQIICL 總總總總IQIRLIL 0 總總總總IQICRIC 01 iULIABCLRCI總I三、諧振曲線三、諧振曲線1、諧振曲線、諧振曲線fofABZ+9090f0R0)1(CLjRCLZAB )(11)1(1100000CRRLjRRCRLjRCLZAB )(11000000000ffffjQRffQffQjR 2、通用諧振方程

19、、通用諧振方程iULIABCLRCI總ILCf 210 選頻放大電路選頻放大電路RCbeurZA當(dāng)當(dāng)f= fo 時，電壓放時，電壓放大倍數(shù)最大，且無附加相大倍數(shù)最大，且無附加相移。移。具有選頻特性。具有選頻特性。若在電路中引入正反若在電路中引入正反饋，并能用反饋電壓取代饋，并能用反饋電壓取代輸入電壓，則電路就成為輸入電壓，則電路就成為正弦波振蕩電路。正弦波振蕩電路。根據(jù)在電路中引入反饋的方式不同，有變壓器反饋式、電根據(jù)在電路中引入反饋的方式不同，有變壓器反饋式、電感反饋式、電容反饋式三種電路。感反饋式、電容反饋式三種電路。1、變壓器反饋式振蕩電路、變壓器反饋式振蕩電路 放大電路放大電路選頻網(wǎng)絡(luò)

20、選頻網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)？正反饋網(wǎng)絡(luò)？正反饋正反饋,電路可能產(chǎn)生自激振蕩電路可能產(chǎn)生自激振蕩)(0iffUfU特點：特點： 易振，波形較好；耦合不緊密，易振，波形較好；耦合不緊密，損耗大，頻率穩(wěn)定性不高。損耗大，頻率穩(wěn)定性不高。 為使為使N1、N2耦合緊密，將它們合二為一，組成電感反饋耦合緊密，將它們合二為一，組成電感反饋式電路。式電路。必須有合適的同銘端！必須有合適的同銘端！2、電感三點式振蕩電路、電感三點式振蕩電路 放大電路放大電路LC選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)？正反饋網(wǎng)絡(luò)？ 電感的三個抽頭分別接晶體管的三個極，故稱之為電感三點式電路。)(0iffUfU正反饋正反饋,電路可能產(chǎn)生自激振蕩電路可能

21、產(chǎn)生自激振蕩特點：耦合緊密，易振，振特點：耦合緊密，易振，振幅大，幅大，C 用可調(diào)電容可獲得用可調(diào)電容可獲得較寬范圍的振蕩頻率。波形較寬范圍的振蕩頻率。波形較差，常含有高次諧波。較差，常含有高次諧波。電感三點式振蕩電路電感三點式振蕩電路頻率由頻率由C 、 L1 、 L2諧振網(wǎng)絡(luò)決定。諧振網(wǎng)絡(luò)決定。+UCCCC1L1L2C2+正反饋正反饋 放大電路放大電路LC選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)？正反饋網(wǎng)絡(luò)？電路可能產(chǎn)生自激振蕩電路可能產(chǎn)生自激振蕩 由于電感對高頻信號呈現(xiàn)較大的電抗，故波形中含高次諧波，為使振蕩波形好，采用電容反饋式電路。正反饋正反饋,電路可能電路可能產(chǎn)生自激振蕩產(chǎn)生自激振蕩 放大電路放大

22、電路LC選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)？正反饋網(wǎng)絡(luò)？iUfU)(2121210CCCCLf 若要振蕩頻率高，則L、C1、C2的取值就要小。當(dāng)電容減小到一定程度時，晶體管的極間電容將并聯(lián)在C1和C2上，影響振蕩頻率。LCfCCCC21 021，則且若特點：波形好，振蕩頻率調(diào)整范圍小，適于頻率固定的場合。特點：波形好，振蕩頻率調(diào)整范圍小，適于頻率固定的場合。C與放大電路參數(shù)無關(guān)與放大電路參數(shù)無關(guān)3、電容三點式振蕩電路、電容三點式振蕩電路電容的三個抽頭分別接晶體管的三電容的三個抽頭分別接晶體管的三個極，故稱之為電容三點式電路個極，故稱之為電容三點式電路8.1.4. 8.1.4. 石英晶體正弦波振蕩電路石

23、英晶體正弦波振蕩電路 石英晶體的基本特性石英晶體的基本特性極板間加交變電場極板間加交變電場極板間機械振動極板間機械振動晶體產(chǎn)生機械變形晶體產(chǎn)生機械變形晶體產(chǎn)生電場晶體產(chǎn)生電場交變電壓交變電壓機械振動機械振動交變電壓交變電壓壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)當(dāng)交變電壓頻率為一固有頻率時，振幅最大當(dāng)交變電壓頻率為一固有頻率時，振幅最大, ,稱為壓電振蕩。稱為壓電振蕩。機械振動的固有頻率與晶片尺寸有關(guān)，穩(wěn)定性非常高。機械振動的固有頻率與晶片尺寸有關(guān)，穩(wěn)定性非常高。SiO2SiO2結(jié)晶體按一定結(jié)晶體按一定方向切割的晶片。方向切割的晶片。石英晶體的等效電路石英晶體的等效電路感感性性容容性性容性容性|Z|f等效電路等效電路

24、阻抗特性阻抗特性 fpfSC0C0靜態(tài)電容。即靜態(tài)電容。即兩極板之間的電容，兩極板之間的電容，與晶片的幾何尺寸、與晶片的幾何尺寸、極板面積有關(guān)。極板面積有關(guān)。幾幾PFPF幾十幾十PFPF。LL機械振蕩的慣性等效為電感機械振蕩的慣性等效為電感L L。 10-3102H 10-3102H CC晶片的彈性等效為電容晶片的彈性等效為電容C. 10-410-1PF C. 10-410-1PF RR晶片振動時因摩擦而造成的損耗等效為電阻晶片振動時因摩擦而造成的損耗等效為電阻R 102 R 102 L L大，大，C C小，小，R R小小 CLRQ1 很大很大 104106104106另一方面，晶片本身的固有

25、頻率只與晶片的幾何尺寸有關(guān)，另一方面，晶片本身的固有頻率只與晶片的幾何尺寸有關(guān)，所以很穩(wěn)定，而且可以做得很精確。所以很穩(wěn)定，而且可以做得很精確。 純純阻阻性性石英晶體的諧振頻率石英晶體的諧振頻率CLjCjZ /1110 000121CCfCCCCLfsP 特點：（特點：（1 1一個晶體有兩個諧振頻率。一個晶體有兩個諧振頻率。CL 1 時時當(dāng)當(dāng)LCfS 21 即即串聯(lián)諧振頻率阻抗最?。┐?lián)諧振頻率阻抗最?。〤LC 110 時時當(dāng)當(dāng)0021CCCCLfP 即即并聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率阻抗最大）阻抗最大）（2 2fPfSfPfS，但由于，但由于CC0C uN時，時， uOUOM uP0 :ui0 時

26、時,uo=,uo=UZ=UZ=6V6V ui0 ui UT ui UT 及及uiUT ui ui 2V2V時時,uo=,uo=UZ=UZ=5V5Vui ui 2V2V時時,uo= +UZ=,uo= +UZ=5V5V -2V +5V -5V uo ui O 單限比較器靈敏度高單限比較器靈敏度高, ,但但抗干擾能力弱?？垢蓴_能力弱。8.2.3. 8.2.3. 滯回比較器滯回比較器Z211PZOURRRu Uu 就就是是閾閾值值電電壓壓PPNu uu 電壓傳輸特性電壓傳輸特性Z211TURRRU 即即也也稱稱為為上上下下門門限限電電壓壓TU Z211T2URRRUZ211T1URRRU 滯回比較器靈

27、敏度低，但滯回比較器靈敏度低，但抗干擾能力強?？垢蓴_能力強。例例: :圖示電路的上下門限電壓圖示電路的上下門限電壓UT=UT=3V, 3V, 穩(wěn)壓管的穩(wěn)穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓定電壓UZ=UZ=9V,9V,輸入電輸入電壓波形如圖所示壓波形如圖所示, ,試畫出試畫出輸出電壓的波形輸出電壓的波形. .解解: :先畫出電壓傳輸特性先畫出電壓傳輸特性抗干擾能力強抗干擾能力強 若要求滯回比較器的上下門限電壓均大于若要求滯回比較器的上下門限電壓均大于0 0，電路應(yīng)改進(jìn)，電路應(yīng)改進(jìn). .上上下下門門限限電電壓壓 NPuuZ211REF212T2URRRURRRU Z211REF212PURRRURRRU 得得由由疊

28、疊加加原原理理，Z211REF212T1URRRURRRU 電壓傳輸特性電壓傳輸特性Z211REF212TURRRURRRU 偏偏移移量量 REF212URRR例例8.2.2:8.2.2:現(xiàn)測得某電路輸入電現(xiàn)測得某電路輸入電壓壓UiUi和輸出電壓和輸出電壓UoUo波形波形如圖所示，如圖所示，(1)(1)判斷該電路判斷該電路是哪種電壓比較器，并畫是哪種電壓比較器，并畫出電壓傳輸特性。出電壓傳輸特性。解解: :是一個從反向輸入端是一個從反向輸入端輸入的滯回比較器。輸入的滯回比較器。上下門限電壓上下門限電壓:UT=3V,穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓:UZ=9V,電壓傳輸特性電壓傳輸特性Z211TURRRU 93

29、211 RRR 122RR 例例8.2.2:8.2.2:現(xiàn)測得某電路輸入電現(xiàn)測得某電路輸入電壓壓UiUi和輸出電壓和輸出電壓UoUo波形波形如圖所示，如圖所示，(1)(1)判斷該電路判斷該電路是哪種電壓比較器，并畫是哪種電壓比較器，并畫出電壓傳輸特性。出電壓傳輸特性。解解: :是一個從反向輸入端是一個從反向輸入端輸入的滯回比較器。輸入的滯回比較器。電壓傳輸特性電壓傳輸特性122RR (2) (2) 若要使若要使UT1=2V, UT2=-4V,UT1=2V, UT2=-4V,則應(yīng)在電路中采取什么措施？則應(yīng)在電路中采取什么措施？-4 2偏偏移移量量 REF212URRR1REF212 URRR12

30、REF111 URR2RVU5 . 1REF 例例: : 如圖如圖R1=10k, R2=30k, R1=10k, R2=30k, UREF=8V, UREF=8V, 穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓壓UZ=UZ=12V.12V.求求: :上下門限電壓并畫出電壓傳上下門限電壓并畫出電壓傳輸特性輸特性解解:Z211REF212T1URRRURRRU Z211REF212T2URRRURRRU V3123010108301030 V9123010108301030 電壓傳輸特性電壓傳輸特性上下門限電壓為上下門限電壓為3V,9V， 穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=12V例例8.2.3設(shè)計一個電壓比

31、較器，使其電壓傳輸特性如圖所示，設(shè)計一個電壓比較器，使其電壓傳輸特性如圖所示，要求所用電阻阻值在要求所用電阻阻值在20K 100K之間之間.解解:上下門限電壓上下門限電壓UT=3V, 穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=6V, UREF=0，信號從同相輸入端輸入。電路如圖所示：，信號從同相輸入端輸入。電路如圖所示：Z21TURRU VVRR3621 12RR2取取R1= 25K，則，則R2= 50K取取R1= 50K，則，則R2= 100K2Z1TRURU8.2.4 窗口比較器及其電壓傳輸特性窗口比較器及其電壓傳輸特性RHIUu RLIUu OMO2OMO1UuUu D1導(dǎo)通，導(dǎo)通，D2截止

32、，截止，uO=+UZRLIUu RHIUu OMO2OMO1UuUu D1截止，截止，D2導(dǎo)通，導(dǎo)通，uO=+UZRLIRHUuU OMO2O1Uuu D1、D2截止，截止，Uo=0作 業(yè)： 8.14 8.15 8.17幾種常見的非正弦波幾種常見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本節(jié)主要講述模擬電路中常用的矩形波、三角波、鋸本節(jié)主要講述模擬電路中常用的矩形波、三角波、鋸齒波三種非正弦波發(fā)生電路的組成、工作原理、波形分析齒波三種非正弦波發(fā)生電路的組成、工作原理、波形分析和主要參數(shù)的計算。和主要參數(shù)的計算。 uC ，當(dāng)，當(dāng) uC = -UT 時，時， uO =

33、+UZ ，則，則uP = +UT ，uO 通過通過R3向向C充電充電 。 uC，當(dāng)，當(dāng) uC = +UT 時，時， uO = - UZ ，則，則uP = -UT ，uO 通過通過R3向向C反向充電反向充電放電）放電） 。 C R3 uC R4 Uz A - - + uo R2 R1 工作原理：工作原理： 設(shè)初態(tài)設(shè)初態(tài) uC = uN = 0， uO = +UZ ，則，則uP = +UT ，uO 通過通過R3向向C充充電電 。8.3.1、 矩形波發(fā)生器矩形波發(fā)生器由反向輸入滯回比較器和由反向輸入滯回比較器和RC電路組成電路組成滯滯回回比比較較器器波形分析及主要參數(shù)：波形分析及主要參數(shù)： C R3

34、 uC R4 Uz A - - + uo R2 R1 0UTuct-UTUZuo0t- UZTRC電路：起反饋和延遲作電路：起反饋和延遲作用，獲得一定的頻率。用，獲得一定的頻率。滯回比較器：起開關(guān)作用，滯回比較器：起開關(guān)作用，實現(xiàn)高低電平的轉(zhuǎn)換。實現(xiàn)高低電平的轉(zhuǎn)換。方波發(fā)生器各部分的作用：方波發(fā)生器各部分的作用：T1T2CR321 211 TTq )1 (RCtcetu )1(32CRTTZTTeUUUU 周期與頻率的計算周期與頻率的計算f=1/T)21ln(2213RRCRT )21ln(21321RRCRTT ZTURRRU211 221TTT CR321 占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生電路占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生電路 CRRW311 CRRW322 )21ln(2111RRT )21ln(2122RRT )21ln(2213RRCRRTW 33112RRRRTTqWW R R C uo A2 - - + C1 R3 uC R4 Uz A1 - - + uo1 R2 R1 t O +UZ -UZ uO 1 t