華中第五版模電

9.7LC正弦波振蕩電路9.7.2變壓器反饋式LC振蕩電路9.7.3三點(diǎn)式LC振蕩電路9.7.4石英晶體振蕩電路9.7.1LC選頻放大電路第1頁/共29頁9.7.1LC選頻放大電路等效損耗電阻一般有則當(dāng)時(shí)，電路諧振。為諧振頻率諧振時(shí)阻抗最大，且為純阻性其中為品質(zhì)因數(shù)同時(shí)有即1.并聯(lián)諧振回路第2頁/共29頁9.7.1LC選頻放大電路阻抗頻率響應(yīng)（a）幅頻響應(yīng)（b）相頻響應(yīng)第3頁/共29頁9.7.1LC選頻放大電路2.選頻放大電路第4頁/共29頁9.7.2變壓器反饋式LC振蕩電路

雖然波形出現(xiàn)了失真，但由于LC諧振電路的Q值很高，選頻特性好，所以仍能選出

0的正弦波信號。1.電路結(jié)構(gòu)2.相位平衡條件3.幅值平衡條件4.穩(wěn)幅5.選頻

通過選擇高增益的場效應(yīng)管和調(diào)整變壓器的匝數(shù)比，可以滿足使電路可以起振。BJT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。（定性分析）第5頁/共29頁9.7.3三點(diǎn)式LC振蕩電路仍然由LC并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)A.若中間點(diǎn)交流接地，則首端與尾端相位相反。1.三點(diǎn)式LC并聯(lián)電路

中間端的瞬時(shí)電位一定在首、尾端電位之間。三點(diǎn)的相位關(guān)系B.若首端或尾端交流接地，則其他兩端相位相同。第6頁/共29頁9.7.3三點(diǎn)式LC振蕩電路2.電感三點(diǎn)式振蕩電路第7頁/共29頁9.7.3三點(diǎn)式LC振蕩電路3.電容三點(diǎn)式振蕩電路第8頁/共29頁9.7.4石英晶體振蕩電路Q值越高，選頻特性越好，頻率越穩(wěn)定。1.頻率穩(wěn)定問題頻率穩(wěn)定度一般由來衡量——頻率偏移量。——振蕩頻率。LC振蕩電路Q——數(shù)百石英晶體振蕩電路Q——10000500000第9頁/共29頁9.7.4石英晶體振蕩電路2.石英晶體的基本特性與等效電路結(jié)構(gòu)極板間加電場極板間加機(jī)械力晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場壓電效應(yīng)交變電壓機(jī)械振動交變電壓機(jī)械振動的固有頻率與晶片尺寸有關(guān)，穩(wěn)定性高當(dāng)交變電壓頻率=固有頻率時(shí)，振幅最大。壓電諧振第10頁/共29頁等效電路A.串聯(lián)諧振特性

晶體等效阻抗為純阻性B.并聯(lián)諧振通常所以9.7.4石英晶體振蕩電路2.石英晶體的基本特性與等效電路（a）代表符號（b）電路模型（c）電抗-頻率響應(yīng)特性第11頁/共29頁9.7.4石英晶體振蕩電路2.石英晶體的基本特性與等效電路實(shí)際使用時(shí)外接一小電容Cs則新的諧振頻率為由于由此看出調(diào)整第12頁/共29頁

9.3.4二階有源帶阻濾波電路end3.石英晶體振蕩電路第13頁/共29頁9.8非正弦信號產(chǎn)生電路9.8.2方波產(chǎn)生電路9.8.3鋸齒波產(chǎn)生電路9.8.1電壓比較器單門限電壓比較器遲滯比較器集成電壓比較器第14頁/共29頁9.8.1電壓比較器，由于|vO|不可能超過VM，特點(diǎn)：1.單門限電壓比較器（1）過零比較器開環(huán)，虛短不成立增益A0大于105（忽略了放大器輸出級的飽和壓降）所以當(dāng)|+VCC|

=|-VEE|=VM=

15V，A0=105時(shí)，可以認(rèn)為vI>0時(shí)，vOmax=+VCCvI<0時(shí)，vOmax=-VEE（過零比較器）運(yùn)算放大器工作在非線性狀態(tài)下第15頁/共29頁9.8.1電壓比較器特點(diǎn)：1.單門限電壓比較器（1）過零比較器開環(huán)，虛短不成立增益A0大于105

輸入為正負(fù)對稱的正弦波時(shí)，輸出為方波。電壓傳輸特性第16頁/共29頁9.8.1電壓比較器1.單門限電壓比較器（2）門限電壓不為零的比較器電壓傳輸特性（門限電壓為VREF）第17頁/共29頁9.8.1電壓比較器1.單門限電壓比較器（2）門限電壓不為零的比較器（門限電壓為VREF）(a)VREF＝0時(shí)(b)VREF＝2V時(shí)

(c)VREF＝－4V時(shí)vI為峰值6V的三角波，設(shè)±VCC＝±12V，運(yùn)放為理想器件。第18頁/共29頁解：例圖示為另一種形式的單門限電壓比較器，試求出其門限電壓(閾值電壓)VT，畫出其電壓傳輸特性。設(shè)運(yùn)放輸出的高、低電平分別為VOH和VOL。

利用疊加原理可得理想情況下，輸出電壓發(fā)生跳變時(shí)對應(yīng)的vP＝vN＝0，即門限電壓第19頁/共29頁單門限比較器的抗干擾能力應(yīng)為高電平錯誤電平第20頁/共29頁9.8.1電壓比較器2.遲滯比較器（1）電路組成（2）門限電壓門限電壓上門限電壓下門限電壓回差電壓第21頁/共29頁9.8.1電壓比較器2.遲滯比較器（3）傳輸特性第22頁/共29頁解：（1）門限電壓（3）輸出電壓波形例電路如圖所示，試求門限電壓，畫出傳輸特性和圖c所示輸入信號下的輸出電壓波形。（2）傳輸特性第23頁/共29頁通過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VOH和低電VOL兩種情況。（2）一般用電壓傳輸特性來描述輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系。（3）電壓傳輸特性的關(guān)鍵要素

輸出電壓的高電平VOH和低電平VOL

門限電壓輸出電壓的跳變方向令vP＝vN所求出的vI就是門限電壓vI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第24頁/共29頁9.8.1電壓比較器3.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：開環(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。

但集成電壓比較器中無頻率補(bǔ)償電容，因此轉(zhuǎn)換速率高，改變輸出狀態(tài)的典型響應(yīng)時(shí)間是30～200ns。

相同條件下741集成運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間為30s左右。第25頁/共29頁9.8.2方波產(chǎn)生電路1.電路組成（多諧振蕩電路）穩(wěn)壓管雙向限幅第26頁/共29頁9.8.2方波產(chǎn)生電路2.工作原理