信號(hào)處理(修改1)

1、9.1 濾波電路的基本概念與分類濾波電路的基本概念與分類9.3 高階有源濾波電路高階有源濾波電路*9.4 開(kāi)關(guān)電容濾波器開(kāi)關(guān)電容濾波器9.5 正弦波振蕩電路的振蕩條件正弦波振蕩電路的振蕩條件9.2 一階有源濾波電路一階有源濾波電路9.6 RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路9.7 LC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路9.8 非正弦信號(hào)產(chǎn)生電路非正弦信號(hào)產(chǎn)生電路9.1 濾波電路的基本概念與分類濾波電路的基本概念與分類1. 基本概念基本概念)()()(iosVsVsA 濾波器：濾波器：有源濾波器有源濾波器:有源器件有源器件（無(wú)源）：（無(wú)源）：RLC濾波電路傳遞函數(shù)定義濾波電路傳遞函數(shù)定義時(shí)，有時(shí)，有 j

2、s)(je)j ()j ( AA)()j ( A其中其中)j ( A)( 模，幅頻響應(yīng)模，幅頻響應(yīng) 相位角，相頻響應(yīng)相位角，相頻響應(yīng)9.1 濾波電路的基本概念與分類濾波電路的基本概念與分類end通帶：能夠通過(guò)的信號(hào)頻率范圍阻帶：受阻或衰減的信號(hào)頻率范圍截止頻率：通帶和阻帶的界限頻率,半功率點(diǎn)特征頻率：放大器失去放大功效時(shí)的頻率，電壓放大倍數(shù)為1理想濾波電路在通帶內(nèi)應(yīng)具有零衰減的幅頻相應(yīng)和線性的相位響應(yīng)，而在阻帶內(nèi)幅度衰減到零。9.1 濾波電路的基本概念與分類濾波電路的基本概念與分類2. 分類分類低通（低通（LPF）高通（高通（HPF）帶通（帶通（BPF）帶阻（帶阻（BEF）全通（全通（APF）

3、endpFpFj1j11 21 1ffAffARCfAuupu電壓放大倍數(shù)：令頻率從零到無(wú)窮大時(shí)，通帶放大倍數(shù)：空載3. 無(wú)源濾波電路和有源濾波電路無(wú)源濾波電路和有源濾波電路HFLpLLFj1 )( 21 ;ffAACRRfRRRAuuu帶載：空載時(shí)空載時(shí)帶負(fù)載時(shí)帶負(fù)載時(shí)3. 無(wú)源濾波電路和有源濾波電路無(wú)源濾波電路和有源濾波電路 負(fù)載變化，通帶放大負(fù)載變化，通帶放大倍數(shù)和截止頻率均變化。倍數(shù)和截止頻率均變化。比較兩者幅頻特性曲線 無(wú)源濾波電路可用于高電壓大電流，如直流電源中的濾無(wú)源濾波電路可用于高電壓大電流，如直流電源中的濾波電路；有源濾波電路是信號(hào)處理電路，其輸出電壓和電波電路；有源濾波電路

4、是信號(hào)處理電路，其輸出電壓和電流的大小受有源元件自身參數(shù)和供電電源的限制。流的大小受有源元件自身參數(shù)和供電電源的限制。 用電壓跟隨器用電壓跟隨器隔離濾波電路與隔離濾波電路與負(fù)載電阻負(fù)載電阻POPUURCU,僅決定于RC低通電路輸出端+電壓跟隨器，增強(qiáng)帶負(fù)載能力。無(wú)源高通濾波器無(wú)源高通濾波器RC高通電路高通電路 ffjALu119.2 一階有源濾波電路一階有源濾波電路1. 低通濾波電路低通濾波電路如將電壓跟隨器改為同相比例放大電路呢？9.2 一階有源濾波電路一階有源濾波電路1. 低通濾波電路低通濾波電路)21( j1 1HHF12FRCfffAARRAuuu9.2 一階有源濾波電路一階有源濾波電

5、路2. 高通濾波電路高通濾波電路 與高通濾波器的對(duì)偶性與高通濾波器的對(duì)偶性9.3 高階有源濾波電路高階有源濾波電路什么是階呢？9.3.1 有源低通濾波電路有源低通濾波電路1. 二階有源低通濾波電路二階有源低通濾波電路C1=C2a:a:簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 式式利用節(jié)點(diǎn)電流法利用節(jié)點(diǎn)電流法+ +兩虛兩虛 j3)(11)1 (02012ffffRRAu9.3.1 有源低通濾波電路有源低通濾波電路b.壓控電壓源壓控電壓源0f20f3 j)(1ffAffAAuuu0-31uAQ 令Q的意義？f=f0時(shí)的電壓增益與通帶時(shí)電壓增益之比自激振蕩電路才穩(wěn)定，否則產(chǎn)生, 3ufA9.3.1 有源低通濾波電路有源低通濾波電路

6、b.壓控電壓源壓控電壓源Q不同，不同，f=f0附近頻率特性不同附近頻率特性不同Q=0.707,巴特沃斯濾波器巴特沃斯濾波器Q=0.96,切比雪夫?yàn)V波器切比雪夫?yàn)V波器Q=0.56,貝塞爾濾波器貝塞爾濾波器4. n階巴特沃斯傳遞函數(shù)階巴特沃斯傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)為傳遞函數(shù)為2nc0)/(1)j (ffAA式中式中n為階濾波電路階數(shù)，為階濾波電路階數(shù)，fc為為3dB截止角頻率，截止角頻率，A0為通帶電為通帶電壓增益。壓增益。工程上用查表式軟件來(lái)確定參數(shù)9.3.2 有源高通濾波電路有源高通濾波電路1. 二階高通濾波電路二階高通濾波電路 對(duì)偶性對(duì)偶性傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)2cc220)( sQssAsA2c22c

7、0)(1)(1lg20)j (lg20QAA 歸一化的幅頻響應(yīng)歸一化的幅頻響應(yīng)2. 巴特沃斯傳遞函數(shù)及其歸一化幅頻響應(yīng)巴特沃斯傳遞函數(shù)及其歸一化幅頻響應(yīng)2n0)/(1)( cAjA 歸一化幅頻響應(yīng)歸一化幅頻響應(yīng)9.3.3 有源帶通濾波電路有源帶通濾波電路1. 電路組成原理電路組成原理可由低通和高通串聯(lián)得到可由低通和高通串聯(lián)得到必須滿足必須滿足11H1CR 低通截止角頻率低通截止角頻率22L1CR 高通截止角頻率高通截止角頻率HL 3. 二階有源帶通濾波電路二階有源帶通濾波電路 令令傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)2FF)()(31)(sCRsCRAsCRAsAVV - -FF03VVAAA- - RC10 F

8、31VAQ 得得20000)(1)( sQsQsAsA 9.3.4 二階有源帶阻濾波電路二階有源帶阻濾波電路可由低通和高通并聯(lián)得到可由低通和高通并聯(lián)得到必須滿足必須滿足HL 用來(lái)抑制或衰減某一頻段的信號(hào)，而讓該頻段以外的所有信號(hào)通過(guò)，又稱陷波電路雙雙T T帶阻濾波電路帶阻濾波電路9.3.4 二階有源帶阻濾波電路二階有源帶阻濾波電路阻濾波電路的幅頻特性阻濾波電路的幅頻特性 9.3.4 二階有源帶阻濾波電路二階有源帶阻濾波電路end9.5 正弦波振蕩電路的振蕩條件正弦波振蕩電路的振蕩條件正反饋放大電路框圖正反饋放大電路框圖（注意與負(fù)反饋方框圖的差別）（注意與負(fù)反饋方框圖的差別）1. 振蕩條件振蕩條

9、件fiaXXX 若環(huán)路增益若環(huán)路增益1 FA則則， faXX 去掉去掉， iXoX仍有穩(wěn)定的輸出。仍有穩(wěn)定的輸出。正弦波振蕩電路是一個(gè)沒(méi)有輸入信號(hào)的帶選頻網(wǎng)絡(luò)的正反饋放大電路11FAXXXXXXfaaoaf9.5 正弦波振蕩電路的振蕩條件正弦波振蕩電路的振蕩條件1. 振蕩條件振蕩條件1)()( FA振幅平衡條件振幅平衡條件2)()(fan 相位平衡條件相位平衡條件正弦波振蕩電路是一個(gè)沒(méi)有輸入信號(hào)的帶選頻網(wǎng)絡(luò)的正反饋放大電路無(wú)論是負(fù)反饋的自己振蕩還是正反饋振蕩，都要求環(huán)路增益為1，不過(guò)由于反饋信號(hào)送到比較環(huán)節(jié)輸入端的+、-號(hào)不同，所以相位條件不同起振條件起振條件2. 起振和穩(wěn)幅起振和穩(wěn)幅電路器件

10、內(nèi)部噪聲以及電源接通擾動(dòng)電路器件內(nèi)部噪聲以及電源接通擾動(dòng)1)()( FA2)()(fan 當(dāng)輸出信號(hào)幅值增加到一定程度時(shí)，就要限制它繼續(xù)增當(dāng)輸出信號(hào)幅值增加到一定程度時(shí)，就要限制它繼續(xù)增加，否則波形將出現(xiàn)失真。加，否則波形將出現(xiàn)失真。 噪聲中，滿足相位平衡條件的某一頻率噪聲中，滿足相位平衡條件的某一頻率 0 0的噪聲信號(hào)被的噪聲信號(hào)被放大，成為振蕩電路的輸出信號(hào)。放大，成為振蕩電路的輸出信號(hào)。 穩(wěn)幅的作用就是，當(dāng)輸出信號(hào)幅值增加到一定程度時(shí)，穩(wěn)幅的作用就是，當(dāng)輸出信號(hào)幅值增加到一定程度時(shí)，使振幅平衡條件從使振幅平衡條件從 回到回到1 AF。 1 AF輸出電壓從幅值很小、含有豐富頻率，到僅有一種

11、頻率且幅輸出電壓從幅值很小、含有豐富頻率，到僅有一種頻率且幅值由小逐漸增大直至穩(wěn)幅。值由小逐漸增大直至穩(wěn)幅。很多種頻率很多種頻率頻率逐漸變頻率逐漸變?yōu)閱我粸閱我徽穹絹?lái)越大振幅越來(lái)越大趨于穩(wěn)幅趨于穩(wěn)幅end4放大電路（包括負(fù)反饋放大電路）放大電路（包括負(fù)反饋放大電路）3. 振蕩電路基本組成部分振蕩電路基本組成部分4反饋網(wǎng)絡(luò)（構(gòu)成正反饋的）反饋網(wǎng)絡(luò)（構(gòu)成正反饋的）4選頻網(wǎng)絡(luò)（選擇滿足相位平衡條件的一個(gè)頻率。經(jīng)常與反饋選頻網(wǎng)絡(luò)（選擇滿足相位平衡條件的一個(gè)頻率。經(jīng)常與反饋 網(wǎng)絡(luò)合二為一。振蕩器往往以選頻網(wǎng)絡(luò)命名）網(wǎng)絡(luò)合二為一。振蕩器往往以選頻網(wǎng)絡(luò)命名）4穩(wěn)幅環(huán)節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)5. 分類常用選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件

12、分類。常用選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件分類。1) RC正弦波振蕩電路：正弦波振蕩電路：1兆赫以下兆赫以下2) LC正弦波振蕩電路：幾百千赫幾百兆赫正弦波振蕩電路：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1) 是否存在主要組成部分；是否存在主要組成部分；2) 放大電路能否正常工作，即是否有合適的放大電路能否正常工作，即是否有合適的Q點(diǎn)，信號(hào)是否點(diǎn)，信號(hào)是否可能正常傳遞，沒(méi)有被短路或斷路；可能正常傳遞，沒(méi)有被短路或斷路；3) 是否滿足相位條件，即是否存在是否滿足相位條件，即是否存在 f0，是否可能振蕩，是否可能振蕩 ；4) 是否滿足幅值條件，即是否一定振蕩

13、。是否滿足幅值條件，即是否一定振蕩。4 分析方法9.6 RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路1. 電路組成電路組成2. RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性3. 振蕩電路工作原理振蕩電路工作原理4. 穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅措施1. 電路組成電路組成反饋網(wǎng)絡(luò)兼做選頻反饋網(wǎng)絡(luò)兼做選頻網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)RC橋式振蕩電路（其他）橋式振蕩電路（其他）1. RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)（文氏橋）低頻段低頻段高頻段高頻段 900 0Ff ，UfUo.Uf.I.趨于零趨于零且且超前趨于超前趨于當(dāng)頻率趨于零時(shí)，相位當(dāng)頻率趨于零時(shí)，相位超前超前）。）。如圖（如圖（其電壓和電流的方向圖其電壓和電流的方向圖因而簡(jiǎn)化電路及因而簡(jiǎn)化電路及

14、信號(hào)頻率足夠低，信號(hào)頻率足夠低， foofUUUbRC,90,1 （a）(b)1. RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)低頻段低頻段高頻段高頻段 900 Ff ，Uf 在頻率從在頻率從0中必有一個(gè)頻率中必有一個(gè)頻率f0，F(xiàn)0。Uo.Uf.I.(a)(c)趨趨于于零零且且位位滯滯后后趨趨于于當(dāng)當(dāng)頻頻率率趨趨于于無(wú)無(wú)窮窮時(shí)時(shí)，相相滯滯后后）。如如圖圖（其其電電壓壓和和電電流流的的方方向向圖圖因因而而簡(jiǎn)簡(jiǎn)化化電電路路及及信信號(hào)號(hào)頻頻率率足足夠夠高高， foofUUUcRC,90-,1 反饋系數(shù)反饋系數(shù)2. RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性)()()(ofsVsVsFV 幅頻響應(yīng)幅頻響應(yīng)又又212Z

15、ZZ 2)(31sCRsCRsCR j s且令且令RC10 則則)( j3100 VF2002)(31 VF相頻響應(yīng)相頻響應(yīng)3)(arctan00f 2. RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性當(dāng)當(dāng)2002)(31 VF幅頻響應(yīng)有最大值幅頻響應(yīng)有最大值RCffRC21 100 或或 31max VF相頻響應(yīng)相頻響應(yīng)0f 3)(arctan00f 3. 振蕩電路工作原理振蕩電路工作原理此時(shí)若放大電路的電壓增益為此時(shí)若放大電路的電壓增益為 用瞬時(shí)極性法判斷可知，電用瞬時(shí)極性法判斷可知，電路滿足相位平衡條件路滿足相位平衡條件則振蕩電路滿足振幅平衡條件則振蕩電路滿足振幅平衡條件0f 當(dāng)當(dāng)

16、RC10 時(shí)，時(shí)，2fan 311f RRAV1313 VVFA電路可以輸出頻率為電路可以輸出頻率為 的正弦波的正弦波RCf210 RC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 的正弦波的正弦波在放大電路的負(fù)反在放大電路的負(fù)反饋回路中采用非線饋回路中采用非線性元件自動(dòng)調(diào)節(jié)反性元件自動(dòng)調(diào)節(jié)反饋強(qiáng)弱維持輸出平饋強(qiáng)弱維持輸出平衡衡4. 穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅措施4熱敏元件熱敏元件熱敏電阻熱敏電阻起振時(shí)，起振時(shí)，311f RRAV即即1 VVFA熱敏電阻的作用熱敏電阻的作用 oV oI 功功耗耗 fR 溫溫度度 fR 阻阻值值 fR3 VA1 VVFA穩(wěn)幅穩(wěn)幅 VA4.

17、穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅措施 vDS iD vGS=0V -1V -2V -3V 可變電阻區(qū)，斜可變電阻區(qū)，斜率隨率隨vGS不同而變不同而變化，即化，即vds較小時(shí)，較小時(shí)，Rds可通過(guò)柵源可通過(guò)柵源電壓而改變電壓而改變負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)采用非線性元件采用非線性元件4. 穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅措施4場(chǎng)效應(yīng)管（場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）31DS3p3 RRRAV穩(wěn)幅原理穩(wěn)幅原理34 DCR 、整流濾波整流濾波T 壓控電阻壓控電阻 oV )(GS負(fù)負(fù)值值V DSR1 VVFA穩(wěn)幅穩(wěn)幅 VA3 VAend采用非線性元件采用非線性元件4二極管二極管穩(wěn)幅原理穩(wěn)幅原理 oV3 VA1 VVFA穩(wěn)幅穩(wěn)幅 VA31132 RRRAV起振時(shí)起振時(shí)

18、聯(lián)聯(lián)支支路路的的等等效效電電阻阻并并和和、是是其其中中2133DD RR 3R4. 穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅環(huán)節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)正弦波振蕩電路分析歸納 （1）從電路組成來(lái)看，檢查其是否包括放大、反饋、選頻和穩(wěn)幅等基本部分； （2）分析放大電路能否正常工作； （3）檢查電路是否滿足自激振蕩，檢查幅值平衡條件，相位平衡條件； （4）根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，估計(jì)振蕩頻率f09.7 LC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路9.7.2 變壓器反饋式變壓器反饋式LC振蕩電路振蕩電路9.7.3 三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC振蕩電路振蕩電路9.7.4 石英晶體振蕩電路石英晶體振蕩電路9.7.1 LC選頻放大電路選頻放大電路9.7.1 LC選頻放大

19、電路選頻放大電路LRCLRCZ jj1)j(j1 等效損耗電阻等效損耗電阻)1j(CLRCLZ 一般有一般有LR 則則CQLQRCLZ000 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，LC10 電路諧振。電路諧振。LC10 為諧振頻率為諧振頻率諧振時(shí)諧振時(shí)阻抗最大，且為純阻性阻抗最大，且為純阻性其中其中CLRRCRLQ1100 為品質(zhì)因數(shù)為品質(zhì)因數(shù)同時(shí)有同時(shí)有scIQI 即即sLcIII 1. 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路9.7.1 LC選頻放大電路選頻放大電路阻抗頻率響應(yīng)阻抗頻率響應(yīng)（a）幅頻響應(yīng)）幅頻響應(yīng) （b）相頻響應(yīng)）相頻響應(yīng) =0，即諧振時(shí)，回路阻抗最大，且為純電阻，相移 =0 時(shí)，并聯(lián)回路阻抗下降，相移增大； Q

20、值不同，幅、相頻特性曲線也不同。 Q越大，RP越大，幅頻特性曲線越尖銳，相移曲線在諧振頻率附近變化更陡峭。09.7.1 LC選頻放大電路選頻放大電路2. 選頻放大電路選頻放大電路9.7.2 變壓器反饋式變壓器反饋式LC振蕩電路振蕩電路1. 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)2. 相位平衡條件相位平衡條件（定性分析）（定性分析）LC并聯(lián)諧振回路作為漏極負(fù)載，反饋信號(hào)通過(guò)變壓器送回到柵極，RgCg電路用來(lái)產(chǎn)生柵極偏壓。Cg用來(lái)阻隔振蕩信號(hào)對(duì)柵極靜態(tài)工作點(diǎn)的影響諧振時(shí)，LC回路呈純阻性，漏柵極性相反，有180相移，變壓器異名端有180相移，所以整個(gè)閉環(huán)回路相移180+180=360滿足相位平衡條件9.7.2 變壓器反

21、饋式變壓器反饋式LC振蕩電路振蕩電路 雖然波形出現(xiàn)了失真，但由于雖然波形出現(xiàn)了失真，但由于LC諧振電路的諧振電路的Q值很高，選值很高，選頻特性好，所以仍能選出頻特性好，所以仍能選出 0的正弦波信號(hào)。的正弦波信號(hào)。3. 幅值平衡條件幅值平衡條件4. 穩(wěn)幅穩(wěn)幅5. 選頻選頻 通過(guò)選擇高通過(guò)選擇高增益的場(chǎng)效應(yīng)管和調(diào)增益的場(chǎng)效應(yīng)管和調(diào)整變壓器的匝數(shù)比，可以滿足整變壓器的匝數(shù)比，可以滿足1 FA使電路可以起振。使電路可以起振。 BJT進(jìn)入非線性區(qū)，波形出現(xiàn)失真，進(jìn)入非線性區(qū)，波形出現(xiàn)失真，從而幅值不再增加，達(dá)到穩(wěn)幅目的。從而幅值不再增加，達(dá)到穩(wěn)幅目的。（定性分析）（定性分析）)(0iffUfU特點(diǎn)：特點(diǎn)

22、： 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。9.7.3 三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC振蕩電路振蕩電路仍然由仍然由LC并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)1. 三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC并聯(lián)電路并聯(lián)電路X1X2X3三點(diǎn)式振蕩器基本結(jié)構(gòu)三點(diǎn)式振蕩器基本結(jié)構(gòu)_ _三個(gè)電抗元件組成三個(gè)電抗元件組成LC諧振回路諧振回路 諧振回路既是負(fù)載，又構(gòu)成正反諧振回路既是負(fù)載，又構(gòu)成正反饋選頻網(wǎng)絡(luò)。饋選頻網(wǎng)絡(luò)。 三點(diǎn)式振蕩器組成原則：與三點(diǎn)式振蕩器組成原則：與放大器同相輸入端相連的為同性放大器同相輸入端相連的為同性質(zhì)電抗，不與同相輸入端相連的質(zhì)電抗，不與同相輸入

23、端相連的為異性質(zhì)電抗。為異性質(zhì)電抗。X1X2X3BCE三點(diǎn)式振蕩器基本結(jié)構(gòu)三點(diǎn)式振蕩器基本結(jié)構(gòu) 與與E相連的為同性質(zhì)電抗，不相連的為同性質(zhì)電抗，不與與E端相連的為異性質(zhì)電抗。端相連的為異性質(zhì)電抗。 只有這樣，才能構(gòu)成正反饋！只有這樣，才能構(gòu)成正反饋！9.7.3 三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC振蕩電路振蕩電路2. 電感三點(diǎn)式振蕩電路電感三點(diǎn)式振蕩電路(Hartley 哈脫萊哈脫萊) )2(21210CMLLf MLMLIMLjIMLjUUF 12.1.2.o.f.)()( 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：易起振，頻率易調(diào)易起振，頻率易調(diào)（調(diào)（調(diào)C）缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：高次諧波成分較大，高次諧波成分較大，輸出波形差。輸出波形差。9.7.3

24、 三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC振蕩電路振蕩電路3. 電容三點(diǎn)式振蕩電路電容三點(diǎn)式振蕩電路(Colpitts 考畢茲考畢茲) L210Cf 211.2.o.f.11CCCjICjIUUF 改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器(Clapp 克拉潑克拉潑)C3 C1 ， C3 0 時(shí)，時(shí)， vOmax = +VCCvI URH時(shí)，時(shí)，uO1= uO2= UOM，D1導(dǎo)通，導(dǎo)通，D2截止；截止； uO= UZ。當(dāng)當(dāng)uIURL時(shí)，時(shí)，uO2= uO1= UOM，D2導(dǎo)通，導(dǎo)通，D1截止；截止； uO= UZ 。當(dāng)當(dāng)URLuI URH時(shí)，時(shí)， uO1= uO2= UOM，D1、D2均截均截止；止； uO= 0

25、。通過(guò)上述幾種電壓比較器的分析，可得出如下結(jié)論：通過(guò)上述幾種電壓比較器的分析，可得出如下結(jié)論：（1）用于電壓比較器的運(yùn)放，通常工作在開(kāi)環(huán)或正反饋狀態(tài)和）用于電壓比較器的運(yùn)放，通常工作在開(kāi)環(huán)或正反饋狀態(tài)和非線性區(qū)，其輸出電壓只有高電平非線性區(qū)，其輸出電壓只有高電平VOH和低電平和低電平VOL兩種情況。兩種情況。（2）一般用電壓傳輸特性來(lái)描述輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)）一般用電壓傳輸特性來(lái)描述輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系。關(guān)系。（3）電壓傳輸特性的關(guān)鍵要素）電壓傳輸特性的關(guān)鍵要素 輸出電壓的高電平輸出電壓的高電平VOH和低電平和低電平VOL 門限電壓門限電壓 輸出電壓的跳變方向輸出電壓的跳變方向令令

26、vPvN所求出的所求出的vI就是門限電壓就是門限電壓vI等于門限電壓時(shí)輸出電壓發(fā)生跳變等于門限電壓時(shí)輸出電壓發(fā)生跳變跳變方向取決于是同相輸入方式還是反相輸入方式跳變方向取決于是同相輸入方式還是反相輸入方式9.8.1 電壓比較器電壓比較器3. 集成電壓比較器集成電壓比較器集成電壓比較器與集成運(yùn)算放大器比較：集成電壓比較器與集成運(yùn)算放大器比較： 開(kāi)環(huán)增益低、失調(diào)電壓大、共模抑制比小，靈敏度往往不如開(kāi)環(huán)增益低、失調(diào)電壓大、共模抑制比小，靈敏度往往不如用集成運(yùn)放構(gòu)成的比較器高。用集成運(yùn)放構(gòu)成的比較器高。 但集成電壓比較器中無(wú)頻率補(bǔ)償電容，因此轉(zhuǎn)換速率高，改但集成電壓比較器中無(wú)頻率補(bǔ)償電容，因此轉(zhuǎn)換速率

27、高，改變輸出狀態(tài)的典型響應(yīng)時(shí)間是變輸出狀態(tài)的典型響應(yīng)時(shí)間是30200 ns。 相同條件下相同條件下741集成運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間為集成運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間為30 s左右。左右。9.8.2 方波產(chǎn)生電路方波產(chǎn)生電路1. 電路組成（多諧振蕩電路）電路組成（多諧振蕩電路）穩(wěn)壓管雙穩(wěn)壓管雙向限幅向限幅在遲滯比較器的基礎(chǔ)上增加一個(gè)由f和C構(gòu)成的積分電路限流電阻9.8.2 方波產(chǎn)生電路方波產(chǎn)生電路1. 電路組成（多諧振蕩電路）電路組成（多諧振蕩電路）Z212TURRRU 正向充電：正向充電： uO（+UZ）RfC地地反向充電：反向充電： 地地C Rf uO（UZ）求出、終了值、時(shí)間常數(shù)，根據(jù)三要素，即起始

28、值)21ln(212RRCRTf %50kTTq占空比脈沖寬度脈沖寬度4. 波形分析3. 占空比可變的方波產(chǎn)生電路占空比可變的方波產(chǎn)生電路9.8.2 方波產(chǎn)生電路方波產(chǎn)生電路正向充電和反向充電時(shí)間常數(shù)可調(diào)，正向充電和反向充電時(shí)間常數(shù)可調(diào)，占空比就可調(diào)。占空比就可調(diào)。當(dāng)uo為正，D1導(dǎo)通，正向充電時(shí)間為Rf1*C;當(dāng)uo為負(fù)，D2導(dǎo)通，反向充電時(shí)間為Rf2*C)21ln()(1221RRCRRTff 用用積分運(yùn)算積分運(yùn)算電路可將方波變?yōu)槿遣?。電路可將方波變?yōu)槿遣?。兩個(gè)兩個(gè)RC環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)實(shí)際電路將兩個(gè)實(shí)際電路將兩個(gè)RC 環(huán)節(jié)合二為一環(huán)節(jié)合二為一ZUuO要取代要取代uC，必須改變輸入端。，必須改變

29、輸入端。9.8.3 鋸齒波產(chǎn)生電路鋸齒波產(chǎn)生電路9.8.3 鋸齒波產(chǎn)生電路鋸齒波產(chǎn)生電路同相輸入遲同相輸入遲滯比較器滯比較器積分電路積分電路充放電時(shí)間充放電時(shí)間常數(shù)不同常數(shù)不同將方波發(fā)生器進(jìn)行改進(jìn)滯回比較器+積分電路對(duì)于由多個(gè)集成運(yùn)放組成的應(yīng)用電路，一般應(yīng)首先分析每個(gè)集成集成運(yùn)放所組成的電路輸出與輸入的函數(shù)關(guān)系，然后分析各電路間的相互關(guān)系，在此基礎(chǔ)上得出電路功能。9.8.3 鋸齒波產(chǎn)生電路鋸齒波產(chǎn)生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 =UZ ，uI作用于集成運(yùn)放的同相輸入端，求作用于集成運(yùn)放的同相輸入端，求 UT：代入，求出，將令ZO1N

30、1P1O212O1211P10UuuuuRRRuRRRuZ21TURRUZTTTURRUUU2129.8.3 鋸齒波產(chǎn)生電路鋸齒波產(chǎn)生電路9.8.3 鋸齒波產(chǎn)生電路鋸齒波產(chǎn)生電路)()2(2)/(26525661256126121RRRRRCRRRCRRRRCRRTTT 2614RCRRT 9.8.3 鋸齒波產(chǎn)生電路鋸齒波產(chǎn)生電路 如何調(diào)整鋸齒波的幅值和頻率？如何調(diào)整鋸齒波的幅值和頻率？ “理性地調(diào)試?yán)硇缘卣{(diào)試”：哪些參數(shù)與幅值有關(guān)？哪些參數(shù)與幅值有關(guān)？哪些參數(shù)與頻率有關(guān)？哪些參數(shù)與頻率有關(guān)？先調(diào)哪個(gè)參數(shù)？先調(diào)哪個(gè)參數(shù)？ 三角波用傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)，除基波外，還含三角波用傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)，除基波外，還含有有3 3次、次、5 5次次諧波。