模電九章說課講解

第九章信號產(chǎn)生電路

電壓比較器正弦波振蕩電路的振蕩條件RC正弦波振蕩電路非正弦信號產(chǎn)生電路1.電壓比較器

單門限電壓比較器遲滯比較器窗口比較器電壓比較器比較器中的運放工作在開環(huán)狀態(tài)，沒有引入深度的負反饋。比較器中的運放通常工作在非線性區(qū)。放大、運算電路中常用的虛短等深度反饋概念對于比較器不再適用。比較器的輸出在時發(fā)生跳變，輸出只有兩個電平：比較器輸出電壓發(fā)生跳變時對應的輸入電壓稱為門限電壓或閾值電壓

。電壓比較器是一種用于比較輸入信號和參考信號的電路。單門限電壓比較器同相輸入單門限電壓比較器反相輸入單門限電壓比較器正弦波變換為方波輸出電平可變的過零比較器若,

DZ1被反向擊穿，

輸出vO=-（VZ1+VD2）；當時，，

當時，，DZ2被反向擊穿，輸出vO=VZ2+VD1。

遲滯比較器單門限電壓比較器電路簡單，靈敏度高，但抗干擾能力差。采用遲滯比較器可提高抗干擾能力。遲滯比較器有兩個門限電壓，其傳輸特性具有遲滯回環(huán)。反向輸入遲滯比較器

引入了正反饋，輸出發(fā)生跳變的條件是：可寫出：由于有和兩種取值，故存在兩個門限電壓，依高低分別稱為上門限電壓和下門限電壓：反向輸入遲滯比較器的傳輸特性稱為門限寬度或回差電壓。

設開始時，，則；當由零向正方向增加到前，一直保持不變，當增加到時，由跳變到，同時使下跳到，再增大，保持不變。當減小時，只要，則始終保持不變，只有當時，才由跳變到。例子門限電壓：因，故門限寬度：例子

優(yōu)點：①有較強的抗干擾能力。

②響應速度快，輸出跳變邊沿陡。

窗口比較器

窗口比較器是用于判斷輸入電平是否處于兩個已知電壓和之間的電壓比較器。

當時，，；，。有

當時，，；，。有

當時，，D1、D2止。。2.

正弦波振蕩電路的振蕩條件

當即就是時，可在輸出端維持穩(wěn)定的輸出振幅平衡條件：相位平衡條件：起振條件：正弦波振蕩器的振蕩頻率一般由相位平衡條件決定；而輸出幅度一般由振幅平衡條件決定。3.RC正弦振蕩器電路結(jié)構(gòu)RC串并聯(lián)網(wǎng)絡的選頻特性振蕩頻率起振條件穩(wěn)幅措施

RC正弦振蕩電路采用RC串并聯(lián)網(wǎng)絡作為選頻和反饋網(wǎng)絡。

電路結(jié)構(gòu)也稱為文氏電橋振蕩器正反饋、選頻網(wǎng)絡。

電壓串聯(lián)負反饋放大電路RC串并聯(lián)網(wǎng)絡的選頻特性電壓反饋系數(shù)：其中RC串并聯(lián)網(wǎng)絡的選頻特性當時，幅頻響應取最大值：相頻響應為零：

對全部頻率，故；要滿足相位平衡條件：，必須。而，只有一個頻率：，其能滿足，即只有頻率可滿足相位平衡條件：，因此，唯一可能的振蕩頻率為：振蕩頻率起振條件

為滿足起振條件，要求。

對，RC串并聯(lián)網(wǎng)絡的反饋系數(shù)，所以要求；就是要求，故文氏橋RC正弦波振蕩器的起振條件為：或穩(wěn)幅措施

為保證順利起振，必須，而起振后，要適當減小使，以維持輸出的幅度基本不變。就是說，應設法使輸出電壓的幅度增大時，放大器的增益降低。穩(wěn)幅的措施有：1）用負溫度系數(shù)的熱敏電阻代替；2）利用工作在可變電阻區(qū)的場效應管替代；3）在兩端并聯(lián)二極管。穩(wěn)幅措施

穩(wěn)幅措施

4.非正弦信號產(chǎn)生電路矩形波產(chǎn)生電路

鋸齒波產(chǎn)生電路

三角波產(chǎn)生電路

矩形波產(chǎn)生電路

矩形波發(fā)生電路

矩形波發(fā)生器的方框圖

方波產(chǎn)生電路的工作原理

正反饋系數(shù)：①設初始時刻，，，則運放同相端的電壓為通過電阻給電容充電使上升。在

前，保持不變；當上升到時，跳變?yōu)?；②?/p>

時，，

經(jīng)放電使下降，在前，保持不變；當下降到時，又跳變回，回到初始狀態(tài)，以后周而復始的重復以上過程，輸出電壓為方波。方波的周期和頻率

從t=0時刻的上升的變化規(guī)律為：設T為方波周期，則當t=T/2時，上升到，即

可解得：于是，方波振蕩頻率為：若適當選取和的值使，則。矩形波產(chǎn)生電路

鋸齒波產(chǎn)生電路由同相輸入遲滯比較器A1和充放電時間常數(shù)不等的積分器A2組成。同相輸入遲滯比較器A1的上下門限電壓分別為：由圖(b)可列出：翻轉(zhuǎn)時，，得，由于，可得鋸齒波產(chǎn)生電路的工作原理

-+設t=0時刻接通電源后則二極管D截止，經(jīng)向C充電，使輸出線性增長。當上升到上門限電壓時，，A1的輸出由上跳到，同時門限電壓下跳為下門限電壓，此時，D正向?qū)ǎ?jīng)和D、兩支路讓C反向充電，由于時間常數(shù)較小，下降較快。當下降到下門限電