第八章 波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換

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8.1正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路8.2電壓比較器電壓比較器8.3非正弦波發(fā)生電路非正弦波發(fā)生電路8.4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8.5鎖相環(huán)及其在電路中的運用鎖相環(huán)及其在電路中的運用第第三三版版童童詩詩白白第第三三版版童童詩詩白白本章重點和考點：本章重點和考點：1.重點掌握重點掌握RC正弦波振蕩正弦波振蕩 工作原理。工作原理。2.重點掌握電壓比較器的傳輸特性。重點掌握電壓比較器的傳輸特性。3.掌握非正弦波發(fā)生電路的原理。掌握非正弦波發(fā)生電路的原理。本章教學(xué)時數(shù)：本章教學(xué)時數(shù)：6學(xué)時學(xué)時第第三三版版童童詩

2、詩白白本章討論的問題：本章討論的問題：1.在模擬電子電路中需要哪些波形的信號作為測試信號和在模擬電子電路中需要哪些波形的信號作為測試信號和控制信號？控制信號？2.正弦波振蕩電路所產(chǎn)生的自激振蕩和負反饋放大電路中正弦波振蕩電路所產(chǎn)生的自激振蕩和負反饋放大電路中所產(chǎn)生的自激振蕩有什么區(qū)別？所產(chǎn)生的自激振蕩有什么區(qū)別？3.為什么正弦波振蕩電路中必須有選頻網(wǎng)絡(luò)？選頻網(wǎng)絡(luò)由為什么正弦波振蕩電路中必須有選頻網(wǎng)絡(luò)？選頻網(wǎng)絡(luò)由哪些元件組成？哪些元件組成？4.為什么說矩形波發(fā)生電路是產(chǎn)生非正弦波信號的基礎(chǔ)？為什么說矩形波發(fā)生電路是產(chǎn)生非正弦波信號的基礎(chǔ)？為什么非正弦波發(fā)生電路中幾乎都有電壓比較器？為什么非正弦波

3、發(fā)生電路中幾乎都有電壓比較器？第第三三版版童童詩詩白白本章討論的問題：本章討論的問題：5.電壓比較器與放大電路有什么區(qū)別？集成運放在電電壓比較器與放大電路有什么區(qū)別？集成運放在電壓比較器和運算放大電路中的工作狀態(tài)一樣嗎？壓比較器和運算放大電路中的工作狀態(tài)一樣嗎？6.如何組成矩形波、三角波和鋸齒波發(fā)生發(fā)生電路？如何組成矩形波、三角波和鋸齒波發(fā)生發(fā)生電路？7.為什么需要將輸入信號進行轉(zhuǎn)換？有哪些基本轉(zhuǎn)換？為什么需要將輸入信號進行轉(zhuǎn)換？有哪些基本轉(zhuǎn)換？第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件8.1

4、正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路8.1.1概述概述iU放大電路放大電路AioUAU 反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FtUU sin2ii OfUFU 如果反饋電壓如果反饋電壓 uf 與原輸入信號與原輸入信號 ui 完全相等，則即使完全相等，則即使無外輸入信號，放大電路輸出端也有一個正弦波信號無外輸入信號，放大電路輸出端也有一個正弦波信號自激振蕩自激振蕩。(電路要引入正反饋電路要引入正反饋)圖圖 8.1.28.1.2正弦波振蕩電路的方框圖正弦波振蕩電路的方框圖一、產(chǎn)生正弦波振蕩的條件一、產(chǎn)生正弦波振蕩的條件動畫動畫avi11-1.avi第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教

5、研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件由此知放大電路產(chǎn)生自激振蕩的條件是：由此知放大電路產(chǎn)生自激振蕩的條件是：ifUU 即：即：iiofUUAFUFU 所以產(chǎn)生正弦波振蕩的條件是：所以產(chǎn)生正弦波振蕩的條件是：1 FA1 FA幅度平衡條件幅度平衡條件2argFAnFA 相位平衡條件相位平衡條件, 2 , 1 , 0 n電路起電路起振的條件：振的條件：1FA第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件二、正弦波振蕩電路的組成及分類二、正弦波振蕩電路的組成及分類組成組成：放

6、大電路：放大電路：集成運放集成運放選頻網(wǎng)絡(luò)：選頻網(wǎng)絡(luò)：確定電路的振蕩頻率確定電路的振蕩頻率反饋網(wǎng)絡(luò)：反饋網(wǎng)絡(luò)：引入正反饋引入正反饋穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：非線性環(huán)節(jié)，使輸出信號幅值穩(wěn)定非線性環(huán)節(jié)，使輸出信號幅值穩(wěn)定分類：分類：RC正弦波振蕩電路，頻率較低，在正弦波振蕩電路，頻率較低，在1MHz以下。以下。LC正弦波振蕩電路，頻率較高，在正弦波振蕩電路，頻率較高，在1MHz以上。以上。石英晶體振蕩電路，頻率較高，振蕩頻率非常穩(wěn)定。石英晶體振蕩電路，頻率較高，振蕩頻率非常穩(wěn)定。第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室

7、模擬電路多媒體課件三、判斷電路能否產(chǎn)生正弦波振蕩的方法和步驟三、判斷電路能否產(chǎn)生正弦波振蕩的方法和步驟1. 檢查電路是否具備正弦波振蕩的組成部分；檢查電路是否具備正弦波振蕩的組成部分；2. 檢查放大電路的靜態(tài)工作點是否能保證放大電路正檢查放大電路的靜態(tài)工作點是否能保證放大電路正常工作；常工作；3. 分析電路是否滿足自激振蕩的相位平衡條件分析電路是否滿足自激振蕩的相位平衡條件判斷相位平衡條件的方法是：判斷相位平衡條件的方法是：瞬時極性法瞬時極性法。5.估算振蕩頻率和起振條件估算振蕩頻率和起振條件4.判斷是否滿足振幅平衡條件。判斷是否滿足振幅平衡條件。第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和

8、信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件8.1.2RC 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路RCRC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)振蕩電路也稱串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)振蕩電路也稱RCRC橋式正弦波振蕩電路橋式正弦波振蕩電路或稱文氏振蕩電路或稱文氏振蕩電路(Wien)(Wien)電路組成：電路組成：放大電路放大電路 集成運放集成運放 A ；選頻與正反饋網(wǎng)絡(luò)選頻與正反饋網(wǎng)絡(luò) R、C 串并聯(lián)電路；串并聯(lián)電路；穩(wěn)幅環(huán)節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié) RF 與與 R 組成的負反饋電路。組成的負反饋電路。第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)

9、電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件圖圖 8.1.4一、一、RC 串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)Z1Z2)1)1(1111122112212211222212CRCRCCRRCRCRCRRUUF j(j1jjf取取 R1 = R2 = R ， C1 = C2 = C ，令，令 RC10 則：則： )j(3100 F第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件得得 RC 串并聯(lián)電路的幅串并聯(lián)電路的幅頻特性為：頻特性為：2002)(31 F3arctg00F 相頻特性為：相頻特性為：時，時，當當RC1

10、0 31 F最大，最大， F = 0。 0 0 F0 F 01/3+90- -90圖圖 8.1.5第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件二、振蕩頻率與起振條件二、振蕩頻率與起振條件1. 振蕩頻率振蕩頻率RCf 2102. 起振條件起振條件1 FAf = f0 時，時，31 F由振蕩條件知：由振蕩條件知：所以起振條件為：所以起振條件為：3 A同相比例運放的電壓放大倍數(shù)為同相比例運放的電壓放大倍數(shù)為即要求：即要求：RRAu Ff1RR 2F第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)

11、換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件三、振蕩電路中的負反饋三、振蕩電路中的負反饋(穩(wěn)幅環(huán)節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié))引入電壓串聯(lián)負反饋，可以提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，引入電壓串聯(lián)負反饋，可以提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，改善振蕩電路的輸出波形，提高帶負載能力。改善振蕩電路的輸出波形，提高帶負載能力。反饋系數(shù)反饋系數(shù)改變改變 RF，可改變反饋深度。，可改變反饋深度。增加負反饋深度，并且滿足增加負反饋深度，并且滿足3 A則電路可以起振，并產(chǎn)生比較穩(wěn)定而失真較小的正則電路可以起振，并產(chǎn)生比較穩(wěn)定而失真較小的正弦波信號。弦波信號。圖圖 8.1.7RRRF F反饋電阻反饋電阻

12、RF采用負溫度系數(shù)采用負溫度系數(shù)的熱敏電阻，的熱敏電阻，R采用正溫度系數(shù)采用正溫度系數(shù)的熱敏電阻，均可實現(xiàn)的熱敏電阻，均可實現(xiàn)自動穩(wěn)幅。自動穩(wěn)幅。第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件穩(wěn)幅的其它措施穩(wěn)幅的其它措施電流增大時，二極管動態(tài)電電流增大時，二極管動態(tài)電阻減小。電流減小時，動態(tài)阻減小。電流減小時，動態(tài)電阻增大，加大非線性環(huán)節(jié)，電阻增大，加大非線性環(huán)節(jié)，從而使輸出電壓穩(wěn)定。從而使輸出電壓穩(wěn)定。在在RF回路中串聯(lián)二個并聯(lián)的二極管回路中串聯(lián)二個并聯(lián)的二極管RrRAdFu1第八章波形的發(fā)生和

13、信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件四、振蕩頻率可調(diào)的四、振蕩頻率可調(diào)的RC橋式正弦波振蕩電路橋式正弦波振蕩電路用雙層波段開關(guān)接不同電容，用雙層波段開關(guān)接不同電容，作為振蕩頻率作為振蕩頻率f0的的粗調(diào)粗調(diào)；用同軸電位器實現(xiàn)用同軸電位器實現(xiàn)f0的的微調(diào)微調(diào)。RC串、并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，串、并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，如何調(diào)節(jié)頻率？如何調(diào)節(jié)頻率？問題：如何提高頻率？問題：如何提高頻率？RCf 210動畫動畫avi11-2.avi第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大

14、學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件*其他形式的其他形式的 RC 振蕩電路振蕩電路一、移相式振蕩電路一、移相式振蕩電路集成運放產(chǎn)生的相位移集成運放產(chǎn)生的相位移 A = 180，如果反饋網(wǎng)絡(luò)再相移，如果反饋網(wǎng)絡(luò)再相移 180，即可滿足產(chǎn)生正弦波振，即可滿足產(chǎn)生正弦波振蕩的相位平衡條件。蕩的相位平衡條件。振蕩頻率為：振蕩頻率為：RCf 32100ff0 27018090當當 f = f0 時，相移時，相移 180，滿足正弦波振蕩的相位條件。滿足正弦波振蕩的相位條件。起振條件：起振條件：RF 12 R第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課

15、件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件*二、雙二、雙 T 選頻網(wǎng)絡(luò)振蕩電路選頻網(wǎng)絡(luò)振蕩電路振蕩頻率約為：振蕩頻率約為：RCf510 當當 f = f0 時，雙時，雙 T 網(wǎng)絡(luò)的相移為網(wǎng)絡(luò)的相移為 F = 180；反相比反相比例運放的相移例運放的相移 A = 180，因此滿足產(chǎn)生正弦波振蕩的相，因此滿足產(chǎn)生正弦波振蕩的相位平衡條件。位平衡條件。如果放大電路的放大倍數(shù)足夠大，同時滿足振幅平如果放大電路的放大倍數(shù)足夠大，同時滿足振幅平衡條件，即可產(chǎn)生正弦波振蕩。衡條件，即可產(chǎn)生正弦波振蕩。起振條件起振條件1 23 FARR，第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工

16、電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件*三種三種 RC 振蕩電路的比較振蕩電路的比較名稱名稱RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)振蕩電路串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)振蕩電路移相式振蕩電路移相式振蕩電路雙雙 T 網(wǎng)絡(luò)選頻振蕩電路網(wǎng)絡(luò)選頻振蕩電路電路電路形式形式振蕩振蕩頻率頻率起振起振條件條件電路特電路特點及應(yīng)點及應(yīng)用場合用場合可方便地連續(xù)調(diào)節(jié)振蕩可方便地連續(xù)調(diào)節(jié)振蕩頻率，便于加負反饋穩(wěn)幅電頻率，便于加負反饋穩(wěn)幅電路，容易得到良好的振蕩波路，容易得到良好的振蕩波形。形。電路簡單，經(jīng)濟電路簡單，經(jīng)濟方便，適用于波形要方便，適用于波形要求不高的輕便測試設(shè)求不高的輕便測試設(shè)備中。備中。選頻特性好，適用于

17、選頻特性好，適用于產(chǎn)生單一頻率的振蕩波形。產(chǎn)生單一頻率的振蕩波形。RCf 2103 ARCf 3210RCf510 1 23 FARR，RR12F 第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件8.1.3LC 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路 一、一、LC 諧振回路的頻率特性諧振回路的頻率特性當頻率變化時，并聯(lián)電路阻抗當頻率變化時，并聯(lián)電路阻抗的大小和性質(zhì)都發(fā)生變化。的大小和性質(zhì)都發(fā)生變化。并聯(lián)電路的導(dǎo)納：并聯(lián)電路的導(dǎo)納：當當電路發(fā)生電路發(fā)生并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振。 2222)(j)(j1jLRLCLRRL

18、RCY 0)(20200 LRLC 圖圖 8.1.10第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件并聯(lián)諧振角頻率并聯(lián)諧振角頻率LCLR11)(1200 令：令：RLQ0 諧振回路的品質(zhì)因數(shù)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)當當 Q 1 時時LC10 LCf 210諧振頻率：諧振頻率：第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件)11(j1)1j(j)1j(j1j)j(1j2LCRLCRLCLRLCLRCLRCZ

19、回路回路等效阻抗等效阻抗：RCLYZ 001LC 并聯(lián)回路的阻抗：并聯(lián)回路的阻抗：發(fā)生并聯(lián)諧振時，發(fā)生并聯(lián)諧振時，LC10 在諧振頻率附近，在諧振頻率附近，)1(j12200 QZZ可見，可見，Q 值不同，回路的阻抗不同。值不同，回路的阻抗不同。第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件Z 0 不同不同 Q 值時，值時，LC 并聯(lián)并聯(lián)電路的幅頻特性：電路的幅頻特性：Z01Z02Q1 Q2Q1Q2相頻特性：相頻特性： 0 F+90- -90Q1Q2Q1 Q2感性感性純阻純阻容性容性結(jié)論：結(jié)論：1

20、. 當當 f = f0 時，電路為純電阻時，電路為純電阻性，等效阻抗最大；當性，等效阻抗最大；當 f f0 時，電路為時，電路為容性。所以容性。所以 LC 并聯(lián)電路具有選頻并聯(lián)電路具有選頻特性。特性。2. 電路的品質(zhì)因數(shù)電路的品質(zhì)因數(shù) Q 愈大，愈大，選頻特性愈好。選頻特性愈好。圖圖 8.1.11第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件諧振時諧振時 LC 回路中的電流回路中的電流ULRLUCI20200C)( 電容支路的電流：電容支路的電流：并聯(lián)回路的輸入電流：并聯(lián)回路的輸入電流：ULRRI

21、202)( 所以：所以：IQI C當當 Q 1 時，時，II CIILLCII 結(jié)論結(jié)論：諧振時，電容支路的電流與電感支路的電流大：諧振時，電容支路的電流與電感支路的電流大小近似相等，而諧振回路的輸入電流極小。小近似相等，而諧振回路的輸入電流極小。第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件若以若以LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)作為共射放大電路的集電極負載并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)作為共射放大電路的集電極負載beurZA當當f = f0時，電壓放大倍時，電壓放大倍數(shù)的數(shù)值最大，且無附數(shù)的數(shù)值最大，且無附加相移。因而電路稱為加相移。

22、因而電路稱為選頻放大電路選頻放大電路若增加若增加正反饋正反饋，并用反饋，并用反饋電壓取代輸入電壓，則電電壓取代輸入電壓，則電路就成為正弦波振蕩電路路就成為正弦波振蕩電路LC 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路變壓器反饋式變壓器反饋式電感反饋式電感反饋式電容反饋式電容反饋式第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件二、變壓器反饋式振蕩電路二、變壓器反饋式振蕩電路1.工作原理工作原理用瞬時極性判斷為用瞬時極性判斷為正反正反饋饋，所以滿足自激振蕩的相，所以滿足自激振蕩的相位平衡條件。位平衡條件。 - -

23、2.振蕩頻率和起振條件振蕩頻率和起振條件LCf 210振蕩頻率振蕩頻率起振條件起振條件MCRr be 圖圖 8.1.14變壓器反饋式變壓器反饋式振蕩電路振蕩電路第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件三、電感反饋式振蕩電路三、電感反饋式振蕩電路1.電路組成電路組成用瞬時極性判斷用瞬時極性判斷為為正反饋正反饋，所以滿足，所以滿足自激振蕩的相位平衡自激振蕩的相位平衡條件。條件。- - - - -2.振蕩頻率和起振條件振蕩頻率和起振條件CMLLLCf)2(2121210 振蕩頻率振蕩頻率起振條件起

24、振條件RrMLML be21 圖圖 8.1.17第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件四、電容反饋式振蕩電路四、電容反饋式振蕩電路1.電路組成電路組成用瞬時極性判斷用瞬時極性判斷為為正反饋正反饋，所以滿足，所以滿足自激振蕩的相位平衡自激振蕩的相位平衡條件。條件。2.振蕩頻率和起振條件振蕩頻率和起振條件212102121CCCCLLCf 振蕩頻率振蕩頻率起振條件起振條件RrCC be12 圖圖 8.1.20 - - - - - - -第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清

25、華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件電容反饋式改進型振蕩電路電容反饋式改進型振蕩電路210111121CCCLf 振蕩頻率振蕩頻率選擇選擇 C C1， C C2，則：則：LCf 210減小了三極管極間電容對振蕩頻率的影響，減小了三極管極間電容對振蕩頻率的影響，適用于適用于產(chǎn)生高頻振蕩。產(chǎn)生高頻振蕩。圖圖 8.1.22第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件若要求電容反饋式振蕩電路的振蕩頻率高達若要求電容反饋式振蕩電路的振蕩頻率高達100MHz

26、，怎么辦？，怎么辦？采用共基放大電路采用共基放大電路如何分析？如何分析？第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件名稱名稱變壓器反饋式變壓器反饋式電感反饋式電感反饋式電容反饋式電容反饋式電容反饋式改進型電容反饋式改進型電電路路形形式式振蕩頻率振蕩頻率起振條件起振條件同左同左頻率調(diào)節(jié)方頻率調(diào)節(jié)方法及范圍法及范圍頻率可調(diào)，范圍頻率可調(diào)，范圍較寬。較寬。同左同左頻率可調(diào)，范頻率可調(diào)，范圍較小。圍較小。同左同左振蕩波形振蕩波形一般一般較差較差好好好好頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度可達可達 10-4同左同左可達可

27、達 10-4 10-5可達可達 10-5適用頻率適用頻率幾千赫幾千赫 幾十兆幾十兆赫赫同左同左幾兆赫幾兆赫 一百一百兆赫兆赫同左同左各種各種 LC 振蕩電路的比較振蕩電路的比較LCf 210CMLLf)2(21210 2121021CCCCLf 210111121CCCLf MCRr be RrMLML eb21 RrCC eb12 第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件8.1.4石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器 石英晶體諧振器，簡稱石英晶體，具有非常石英晶體諧振器，簡稱石英晶體，具有非常穩(wěn)定

28、的固有頻率。穩(wěn)定的固有頻率。一、一、石英晶體的特點石英晶體的特點壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)：在石英晶片的兩極加一電場，晶片將產(chǎn)：在石英晶片的兩極加一電場，晶片將產(chǎn)生機械變形；若在晶片上施加機械壓力，在晶片相應(yīng)的生機械變形；若在晶片上施加機械壓力，在晶片相應(yīng)的方向上會產(chǎn)生一定的電場。方向上會產(chǎn)生一定的電場。壓電諧振壓電諧振：晶片上外加交變電壓的頻率為某一特定：晶片上外加交變電壓的頻率為某一特定頻率時，振幅突然增加。頻率時，振幅突然增加。1.壓電效應(yīng)和壓電振蕩壓電效應(yīng)和壓電振蕩第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電

29、路多媒體課件2.等效電路和振蕩頻率等效電路和振蕩頻率符號：符號：串聯(lián)諧振頻率串聯(lián)諧振頻率LCf 21s并聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率0s00p121CCfCCCCLf 電抗頻率特性電抗頻率特性O(shè)fXfsfp容性容性容性容性感性感性圖圖 8.1.27圖圖 8.1.28第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件二、石英晶體正弦波振蕩電路二、石英晶體正弦波振蕩電路1.并聯(lián)型石英晶體正弦波振蕩電路并聯(lián)型石英晶體正弦波振蕩電路交流等效電路交流等效電路振蕩頻率振蕩頻率CCCCCCLf 000)(212121CC

30、CCC 由于由于CCC 0s021fLCf 圖圖 8.1.29第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件2.串聯(lián)型石英晶體振蕩電路串聯(lián)型石英晶體振蕩電路圖圖 8.1.30串聯(lián)型石英晶串聯(lián)型石英晶體振蕩電路體振蕩電路當振蕩頻率等于當振蕩頻率等于 fS 時，時，晶體阻抗最小，且為純電晶體阻抗最小，且為純電阻，此時正反饋最強，相阻，此時正反饋最強，相移為零，電路滿足自激振移為零，電路滿足自激振蕩條件。蕩條件。振蕩頻率振蕩頻率s0ff 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) R 可改變反饋的強弱，以獲得良好的正弦波。可改變反饋的強

31、弱，以獲得良好的正弦波。第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件8.2電壓比較器電壓比較器1.電壓比較器將一個模擬量輸入電壓與一個參考電壓比較器將一個模擬量輸入電壓與一個參考電 壓 進 行 比 較 ， 輸 出 只 有 兩 種 可 能 的 狀 態(tài) ： 高電 壓 進 行 比 較 ， 輸 出 只 有 兩 種 可 能 的 狀 態(tài) ： 高電平或低電平。電平或低電平。2.比較器中的集成運放一般工作在非線性區(qū)；處于比較器中的集成運放一般工作在非線性區(qū)；處于開環(huán)狀態(tài)或引入正反饋。開環(huán)狀態(tài)或引入正反饋。3.分

32、類：單限比較器、滯回比較器及窗口比較器。分類：單限比較器、滯回比較器及窗口比較器。8.2.1概述概述4.比較器是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元，在比較器是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元，在 測量、控制、測量、控制、D/A和和A/D轉(zhuǎn)換電路中應(yīng)用廣泛。轉(zhuǎn)換電路中應(yīng)用廣泛。第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件一、一、 電壓比較器的傳輸特性電壓比較器的傳輸特性1.電壓比較器的輸出電壓與輸入端的電壓之間函數(shù)關(guān)系電壓比較器的輸出電壓與輸入端的電壓之間函數(shù)關(guān)系)(OIufu2.閾值電壓閾值電壓： U

33、T當比較器的輸出電壓由一種狀態(tài)跳變?yōu)榱硪环N狀態(tài)所當比較器的輸出電壓由一種狀態(tài)跳變?yōu)榱硪环N狀態(tài)所對應(yīng)的輸入電壓。對應(yīng)的輸入電壓。3.電壓傳輸特性的三要素電壓傳輸特性的三要素(1)輸出電壓的高電平輸出電壓的高電平UOH和低電平和低電平UOL的數(shù)值。的數(shù)值。(2)閾值電壓的數(shù)值閾值電壓的數(shù)值UT。(3)當當uI變化且經(jīng)過變化且經(jīng)過UT時，時， uO躍變的方向。躍變的方向。第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件二、理想運放的非線性工作區(qū)二、理想運放的非線性工作區(qū)+UOMuOuP uN NO UOM

34、集成運放的電壓傳輸特性集成運放的電壓傳輸特性在電壓比較器中，集成運放不是工作在開環(huán)在電壓比較器中，集成運放不是工作在開環(huán)狀態(tài)，就是工作在正反饋。狀態(tài)，就是工作在正反饋。第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件8.2.2單限比較器單限比較器一、過零比較器一、過零比較器由于理想運放的開環(huán)差模由于理想運放的開環(huán)差模增益為無窮大，所以增益為無窮大，所以當當 uI 0 時，時，uO = - - UOM ；過零比較器的過零比較器的傳輸特性傳輸特性為：為：uIuO+UOM- -UOMOUOM 為集成運放的

35、最大輸出電壓。為集成運放的最大輸出電壓。閾值電壓閾值電壓：當比較器的輸出電壓由一種狀態(tài)跳變?yōu)楫敱容^器的輸出電壓由一種狀態(tài)跳變?yōu)榱硪环N狀態(tài)所對應(yīng)的輸入電壓。另一種狀態(tài)所對應(yīng)的輸入電壓。圖圖8.2.3第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件利用穩(wěn)壓管限幅的過零比較器利用穩(wěn)壓管限幅的過零比較器設(shè)任何一個穩(wěn)壓管被反向設(shè)任何一個穩(wěn)壓管被反向擊穿時，兩個穩(wěn)壓管兩端總的擊穿時，兩個穩(wěn)壓管兩端總的的穩(wěn)定電壓為的穩(wěn)定電壓為 UZ UOMuIuO+UOM - -UOMO+UZ- -UZ當當 uI 0 時，右邊的

36、穩(wěn)壓管時，右邊的穩(wěn)壓管被反向擊穿，被反向擊穿，uO = - - UZ ；圖圖 8.2.6第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件利用穩(wěn)壓管限幅的過零比較器利用穩(wěn)壓管限幅的過零比較器(二二)電路圖電路圖傳輸特性傳輸特性uIuO+UOpp - -UOppO+UZ- -UZ問題：如將輸入信號加在問題：如將輸入信號加在“+”端，傳輸特性如何？端，傳輸特性如何？第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課

37、件問題：問題：過零比較器如圖所示，過零比較器如圖所示，輸入為正負對稱的正弦波時，輸入為正負對稱的正弦波時，輸出波形是怎樣的？輸出波形是怎樣的？vIOT 2 3 4 ttvOVOHOVOL傳輸特性傳輸特性uIuO+UOpp - -UOppO+UZ- -UZ將正弦波變?yōu)榫匦尾▽⒄也ㄗ優(yōu)榫匦尾ǖ诎苏虏ㄐ蔚陌l(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件二、單限比較器二、單限比較器單限比較器有一個門限單限比較器有一個門限電平，當輸入電壓等于此門電平，當輸入電壓等于此門限電平時，輸出端的狀態(tài)立限電平時，輸出端的狀態(tài)立即

38、發(fā)生跳變。即發(fā)生跳變。REF21TURRuUI當輸入電壓當輸入電壓 uI 變化，使反相變化，使反相輸入端的電位為零時，輸出端的輸入端的電位為零時，輸出端的狀態(tài)將發(fā)生跳變，門限電平為：狀態(tài)將發(fā)生跳變，門限電平為：uIuO+UOM- -UOMO+UZ- -UZREF12URR過零比較器是門限電平為零過零比較器是門限電平為零的單限比較器。的單限比較器。圖圖 8.2.7R1R2第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件存在干擾時單限比較器的存在干擾時單限比較器的 uI、uO 波形波形單限比較器的單限比

39、較器的作用作用：檢測輸入的模擬信號是否達到：檢測輸入的模擬信號是否達到某一給定電平。某一給定電平。缺點缺點：抗干擾能力差。：抗干擾能力差。解決辦法解決辦法： 采用具有采用具有滯回滯回 傳輸特性的比較器。傳輸特性的比較器。第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：1.RC正弦波串、并聯(lián)振蕩電路正弦波串、并聯(lián)振蕩電路電路圖電路圖振蕩頻率振蕩頻率RCf 210起振條件起振條件1 FA3 ARR 2F如何穩(wěn)幅如何穩(wěn)幅如何調(diào)頻如何調(diào)頻2.電壓比較器電壓比較器過零比較器過零比較器uIuO+UO

40、pp - -UOppO+UZ- -UZ單限比較器單限比較器 R1R2uIuO+UOM- -UOMO+UZ- -UZREF12URR第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件電壓比較器分析方法小結(jié)電壓比較器分析方法小結(jié)（1）由限幅電路確定電壓比較器的輸出高電平）由限幅電路確定電壓比較器的輸出高電平UOH和輸出低電平和輸出低電平UOL 。（2）寫出）寫出up和和uN的電位表達式，令的電位表達式，令up=uN ，解得輸，解得輸入電壓就是閾值電壓入電壓就是閾值電壓UT。（3） u0在在uI 過過UT時

41、的躍變方向決定于作用于集時的躍變方向決定于作用于集成運放的哪個輸入端。成運放的哪個輸入端。當當uI從反向輸入端輸入時，從反向輸入端輸入時，uIUT ,u0=U0L 。反之，結(jié)論相反。反之，結(jié)論相反。第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件例例8.2.1在圖在圖8.2.6所示電路中，所示電路中，UZ=6V ，在圖在圖8.2.7中中所示電路中，所示電路中， R1= R2 =5k ，基準電壓，基準電壓UREF=2V ，穩(wěn)壓，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓管的穩(wěn)定電壓UZ=5V ；它們的輸入電壓均為圖；它們的輸入

42、電壓均為圖8.2.8（a）所示的三角波。試畫出圖所示的三角波。試畫出圖8.2.6所示電路的輸出電壓所示電路的輸出電壓u01和和圖圖8.2.7所示電路的輸出電壓所示電路的輸出電壓u02 解解圖圖8.2.6為過零比較器為過零比較器圖圖8.2.7為一般單限比較器。為一般單限比較器。VURRU2REF21T圖圖8.2.8例例8.2.1波形圖波形圖R1R2第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件8.2.3滯回比較器滯回比較器一、從反相輸入端輸入的滯回比較器電路一、從反相輸入端輸入的滯回比較器電路計算閾

43、值電壓計算閾值電壓UTZ211TURRRU電壓傳輸特性電壓傳輸特性uo從從+ +UZ躍變到躍變到- -UZ的的 閾值電壓為閾值電壓為+UTuo從從- -UZ躍變到躍變到+ +UZ的的 閾值電壓為閾值電壓為-UTuI在在-UT與與+UT之間增加或減小之間增加或減小, uO不發(fā)生變化不發(fā)生變化第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件UREF 為參考電壓；為參考電壓； ；uI 為輸入電壓；輸出電為輸入電壓；輸出電壓壓 uO 為為 +UZ 或或 - -UZ。當當 uP = uN N 時，輸出電壓時，

44、輸出電壓的狀態(tài)發(fā)生跳變。的狀態(tài)發(fā)生跳變。ZF22REFF2FuRRRURRRuP比較器有兩個不同的門限電平，比較器有兩個不同的門限電平，故傳輸特性呈滯回形狀。故傳輸特性呈滯回形狀。 +UZuIuO - -UZOUT- -UT+ +圖圖 8.2.10滯回比較器滯回比較器二、加了參考電壓的二、加了參考電壓的滯回比較器滯回比較器第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件若若 uO= UZ ，當，當 uI 逐漸減小逐漸減小時，使時，使 uO 由由 UZ 跳跳變?yōu)樽優(yōu)?UZ 所需的門限電平所需的門限電平

45、 UT ZF22REFF2FTURRRURRRU 回差回差( (門限寬度門限寬度) ) UT ：ZF22TTT2URRRUUU 若若 uO = UZ ，當，當 uI 逐漸增大逐漸增大時，使時，使 uO 由由 + +UZ 跳變跳變?yōu)闉?- -UZ 所需的門限電平所需的門限電平 UT+ZF22REFF2FTURRRURRRU 第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件例例8.2.2已知輸入波形和電壓傳輸特性，分析輸出電壓的波形。已知輸入波形和電壓傳輸特性，分析輸出電壓的波形。圖圖8.2.11例例8

46、.2.2波形圖波形圖 UZ 9VV3URRRUZ211T圖圖8.2.9滯回比較器電路滯回比較器電路uO /Vt0+9-9第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件8.2.4 窗口比較器窗口比較器參考電壓參考電壓 UREF1 UREF2若若 uI 低于低于 UREF2 ，運放，運放 A1 輸出低電平，輸出低電平，A2 輸出高電平，二輸出高電平，二極管極管 VD1 截止，截止，VD2導(dǎo)通，輸出導(dǎo)通，輸出電壓電壓 uO 為高電平；為高電平；若若 uI 高于高于 UREF1 ，運放，運放 A1 輸出高

47、電平，輸出高電平，A2 輸出低電輸出低電平，二極管平，二極管 VD2 截止，截止，VD1 導(dǎo)通，輸出電壓導(dǎo)通，輸出電壓 uO 為高電平；為高電平；圖圖 8.2.13雙限比較器雙限比較器( (a) )前面的比較器在輸入電壓單一方向變化時，輸出電壓只躍前面的比較器在輸入電壓單一方向變化時，輸出電壓只躍變一次，因而不能檢測出輸入電壓是否在二個電壓之間。變一次，因而不能檢測出輸入電壓是否在二個電壓之間。第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件當當 uI 高于高于 UREF2 而低于而低于 UREF1

48、 時時 ，運放，運放 A1、 A2 均輸出均輸出低電平，二極管低電平，二極管 VD1 、VD2 均均截止，輸出電壓截止，輸出電壓 uO 為低電平；為低電平；上門限電平上門限電平 UTH = UREF1 ；下門限電平下門限電平 UTL = UREF2 。uIuOOUTHUTL綜上所述，雙限比較器在輸入信號綜上所述，雙限比較器在輸入信號 uI UREF1 時，輸出為高電平；而當時，輸出為高電平；而當 UREF2 uI UREF1 時，輸時，輸出為低電平。出為低電平。圖圖 8.2.13( (b) )第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清

49、華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件8.2.5集成電壓比較器集成電壓比較器一、集成電壓比較器的主要特點和分類：一、集成電壓比較器的主要特點和分類：1. 具有較高的開環(huán)差模增益；具有較高的開環(huán)差模增益；2. 具有較快的響應(yīng)速度；具有較快的響應(yīng)速度；3. 具有較高的共模抑制比和允許共模輸入電壓較高；具有較高的共模抑制比和允許共模輸入電壓較高；4. 具有較低的失調(diào)電壓、失調(diào)電流及較低的溫漂。具有較低的失調(diào)電壓、失調(diào)電流及較低的溫漂。分類：分類：單、雙和四電壓比較單、雙和四電壓比較通用型、高速型、低電壓型和高精度型通用型、高速型、低電壓型和高精度型普通、集電極（或漏極）開路輸出或互補輸出型普通、

50、集電極（或漏極）開路輸出或互補輸出型第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件二、集成電壓比較器的基本接法二、集成電壓比較器的基本接法1.通用型集成電壓比較器通用型集成電壓比較器AD790引腳圖引腳圖+12V單單電源供電源供電，邏電，邏輯電源輯電源為為5V。5V雙電雙電源供電，源供電，邏輯電源邏輯電源為為5V。1 15V雙雙電源供電，電源供電，邏輯電源邏輯電源為為5V。第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室

51、模擬電路多媒體課件2.集電極開路集成電壓比較器集電極開路集成電壓比較器LM119金屬封裝的管腳圖金屬封裝的管腳圖反相輸入反相輸入2同相輸入同相輸入2電路為雙限比較器，電路為雙限比較器，能實現(xiàn)線與功能能實現(xiàn)線與功能圖圖8.2.16由由LM119構(gòu)成的雙限比較器及構(gòu)成的雙限比較器及其電壓傳輸特性其電壓傳輸特性第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件8.3非正弦波發(fā)生電路非正弦波發(fā)生電路非正弦波非正弦波：矩形波、三角波、尖頂波和階梯波等矩形波、三角波、尖頂波和階梯波等圖圖8.3.1幾種常見的非正弦

52、波幾種常見的非正弦波第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件8.3.1矩形波發(fā)生電路矩形波發(fā)生電路一、電路組成一、電路組成RC 充放電充放電回路回路滯回滯回比較器比較器圖圖 8.3.2滯回比較器：集成運放、滯回比較器：集成運放、R1、R2；充放電回路：充放電回路：R、C；（延遲環(huán)節(jié)、反饋網(wǎng)絡(luò)）（延遲環(huán)節(jié)、反饋網(wǎng)絡(luò)）鉗位電路：鉗位電路：VDZ、R3。（穩(wěn)幅環(huán)節(jié)）（穩(wěn)幅環(huán)節(jié)）動畫動畫avi14-1.avi第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多

53、媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件二、工作原理二、工作原理設(shè)設(shè) t = 0 時，時，uC = = 0，uO = + UZ則則Z211URRRu tOuCZ211URRR Z211URRR OuOZU ZU tu+u 當當 u = uC = u+ 時，時，t1t2Z211URRRu 則則當當 u = uC = u+ 時，輸出又時，輸出又一次跳變，一次跳變， uO = + UZ輸出跳變，輸出跳變， uO = UZ圖圖 8.3.42T2T第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件三

54、、振蕩周期三、振蕩周期電容的充放電規(guī)律：電容的充放電規(guī)律： )(e)()0()( CtCCCuuutu 對于放電，對于放電，Z211) 0(URRRuC Z)(UuC RC 解得：解得：)21ln(221RRRCT 結(jié)論：改變充放電回路的時間常數(shù)及滯回比較器的電結(jié)論：改變充放電回路的時間常數(shù)及滯回比較器的電阻，即可改變振蕩周期。阻，即可改變振蕩周期。t1t22T2TtOuCZ211URRR Z211URRR OuOZU ZU tt3圖圖 8.3.4振蕩頻率振蕩頻率f=1/TZ211)2(URRRTuC第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒

55、體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件四、占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生電路四、占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生電路圖圖 8.3.5a使電容的充、放電時間常數(shù)不使電容的充、放電時間常數(shù)不同且可調(diào)，即可使矩形波發(fā)生器的同且可調(diào)，即可使矩形波發(fā)生器的占空比可調(diào)。占空比可調(diào)。tOuCuOtOT1T2T充電時間充電時間 T1放電時間放電時間 T2)21ln()(221W1RRCRRT )21ln()(221W2RRCRRT 占空比占空比 DWW12RRRRTTD 圖圖 8.3.5b第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模

56、擬電路多媒體課件8.5.2三角波發(fā)生電路三角波發(fā)生電路一、電路組成一、電路組成圖圖8.3.6采用波形變換的方法得到三角波采用波形變換的方法得到三角波uO1為方波為方波電路分析電路分析uO2為三角波為三角波)()( )(d1OO01IOOIOtuttRCUtutuRCu第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件二、工作原理二、工作原理當當 u+ = u = 0 時，滯回比較時，滯回比較器的輸出發(fā)生跳變。器的輸出發(fā)生跳變。圖圖 8.3.8o2121o211uRRRuRRRu實用電路實用電路Z21T

57、URRU閾值電壓左邊是同相輸入滯回比較器左邊是同相輸入滯回比較器右邊為反向積分運算電路右邊為反向積分運算電路圖圖 8.3.7R3R4傳輸特性傳輸特性 +UT -UT +UZ -UZuOuI第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電路多媒體課件二、工作原理二、工作原理OuO1ZU ZU tOuOomU omU t當當 u+ = u = 0 時，滯回比較時，滯回比較器的輸出發(fā)生跳變。器的輸出發(fā)生跳變。圖圖 8.3.9o2121o211uRRRuRRRuZ21TURRU閾值電壓圖圖 8.3.7R3R4設(shè)設(shè)t=0時，時， uO1 = +UZ u0= 0 )()( )(d1OO013IOOI3OtuttCRUtutuCRu第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換清華大學(xué)電工電子技術(shù)教研室模擬電