第八章 波形發(fā)生和信號轉換電路

1、1第八章第八章 波形發(fā)生和信號轉換電路波形發(fā)生和信號轉換電路 8-18-1正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路 8-28-2電壓比較器電壓比較器 8-38-3非正弦波發(fā)生電路非正弦波發(fā)生電路 * *8-48-4利用集成運放實現(xiàn)的信號轉換電路利用集成運放實現(xiàn)的信號轉換電路 主要內容：主要內容： 28-08-0本章電路特點本章電路特點一、本章電路主要基于理想集成運放一、本章電路主要基于理想集成運放二、本章電路中理想集成運放主要工作在非線性區(qū)二、本章電路中理想集成運放主要工作在非線性區(qū)運放工作在非線性區(qū)，需引入運放工作在非線性區(qū)，需引入正反饋正反饋或或無反饋無反饋。OMoNpUuuu時，當OMoNpUuuu

2、時，當idR0Npii虛斷虛斷38-18-1正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路一、概述一、概述1.1.產生振蕩的條件產生振蕩的條件1 1）產生正反饋，使）產生正反饋，使Xf=Xi2 2）外加選頻網絡，用以確定振蕩頻率）外加選頻網絡，用以確定振蕩頻率48-18-1正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路一、概述一、概述1.1.產生振蕩的條件產生振蕩的條件負反饋產生自激振蕩的條件負反饋產生自激振蕩的條件負反饋負反饋正反饋正反饋) 1n2(FA1FA正弦波振蕩電路已是正反饋正弦波振蕩電路已是正反饋n2FA1FA平衡條件平衡條件1FA起振條件起振條件n2FA1FA1FA穩(wěn)幅：起振穩(wěn)幅：起振平衡平衡58-18-1正弦波振

3、蕩電路正弦波振蕩電路一、概述一、概述2.2.組成及分類組成及分類基本放大電路、正反饋網絡、選頻網絡、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)?；痉糯箅娐?、正反饋網絡、選頻網絡、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。同一網絡同一網絡1 1）組成）組成2 2）分類）分類RCRC正弦波振蕩電路；正弦波振蕩電路；LCLC正弦波振蕩電路；正弦波振蕩電路；石英晶體正弦波振蕩電路；石英晶體正弦波振蕩電路；68-18-1正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路二、二、RCRC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路1.1.組成組成1 1）基本放大電路：）基本放大電路： 同向比例運算電路（同向比例運算電路（R R1 1、R Rf f、A A）2 2）正反饋和選頻網絡：）正反饋和選頻網絡： R

4、CRC串并聯(lián)選頻網絡（串并聯(lián)選頻網絡（R R、C C）3 3）穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：）穩(wěn)幅環(huán)節(jié)： R R1 1和和R Rf fRCRC橋式正弦波振蕩電路橋式正弦波振蕩電路78-18-1正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路二、二、RCRC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路2.RC2.RC串并聯(lián)選頻網絡串并聯(lián)選頻網絡令令選頻特性選頻特性88-18-1正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路二、二、RCRC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路2.RC2.RC串并聯(lián)選頻網絡串并聯(lián)選頻網絡031FoFff，時，當03AoAff，時，當98-18-1正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路二、二、RCRC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路3.3.穩(wěn)幅環(huán)節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)根據(jù)振

5、蕩條件，要求放大電路滿足：根據(jù)振蕩條件，要求放大電路滿足：起振起振R Rf f2R2R1 1平衡平衡R Rf f=2R=2R1 1R R1 1熱敏電阻熱敏電阻108-28-2電壓比較器電壓比較器一、功能一、功能比較兩個電壓的大小，根據(jù)結果的不同輸出兩個不同的電平。比較兩個電壓的大小，根據(jù)結果的不同輸出兩個不同的電平。OHoRIUuUu時，當OLoRIUuUu時，當TIOHOLUUUU稱閾值電壓當傳輸特性傳輸特性118-28-2電壓比較器電壓比較器二、單限比較器二、單限比較器OHoNpRIUu,uuUu時，當OLoNpRIUu,uuUu時，當原理原理傳輸特性傳輸特性只有一個閾值電壓只有一個閾值電

6、壓128-28-2電壓比較器電壓比較器1.1.過零比較器過零比較器U UT T=0=0138-28-2電壓比較器電壓比較器輸入保護輸入保護148-28-2電壓比較器電壓比較器輸出限幅輸出限幅158-28-2電壓比較器電壓比較器2.2.一般限幅比較器一般限幅比較器REF212I211NURRRuRRRu則令0uuPNREF12TURRUZOHoNpTIUUuuuUu,時，當ZOLoNpTIUUuuuUu,時，當閾值電壓受閾值電壓受U UREFREF影響影響168-28-2電壓比較器電壓比較器分析電壓比較器傳輸特性的方法：分析電壓比較器傳輸特性的方法：1 1）. .根據(jù)輸出限幅電路確定電壓比較器輸

7、出狀態(tài)：根據(jù)輸出限幅電路確定電壓比較器輸出狀態(tài)：U UOHOH、U UOLOL；2 2）. .由電路寫由電路寫u up p、u uN N的表達式的表達式; ;令令u up p=u=uN NUUT T; ;3 3）. .根據(jù)電壓比較器電路結構，根據(jù)電壓比較器電路結構，判斷判斷u ui iuuuT T時的時的輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)。178-28-2電壓比較器電壓比較器三、滯回比較器三、滯回比較器單限比較器缺點：單限比較器缺點： 抗干擾能力差。抗干擾能力差。u uT Tu uT T加入噪聲加入噪聲188-28-2電壓比較器電壓比較器三、滯回比較器三、滯回比較器解決思路：解決思路：將閾值電壓將閾值電壓u u

8、T T由由1 1個變?yōu)閭€變?yōu)? 2個。個。傳輸特性：傳輸特性：198-28-2電壓比較器電壓比較器三、滯回比較器三、滯回比較器INuuREF212Z211pURRRuRRRu則令PNuuREF212Z2111TURRRuRRRuREF212Z2112TURRRuRRRu利用疊加原理求利用疊加原理求u uP P求求u uT T：208-28-2電壓比較器電壓比較器四、窗口比較器四、窗口比較器功能：功能： 檢測輸入電壓是否在兩個給定電壓之間。檢測輸入電壓是否在兩個給定電壓之間。窗口比較器電壓傳輸特性窗口比較器電壓傳輸特性218-28-2電壓比較器電壓比較器四、窗口比較器四、窗口比較器;Uu,DD,

9、Uu,UuUuZo21OM2oOM1oRHI截止導通、使時，當;Uu,DD,Uu,UuUuZo12OM2oOM1oRLI截止導通、使時，當。均截止使時，當0u,DD,UuuUuUo21OM2o1oRHIRL注意：注意：U UOLOL=0=0228-28-2電壓比較器電壓比較器四、小結四、小結單限比較器單限比較器滯回比較器滯回比較器窗口比較器窗口比較器238-38-3非正弦波發(fā)生電路非正弦波發(fā)生電路一、一、矩形波發(fā)生電路矩形波發(fā)生電路1).1).電路電路原理原理1 1）t=0t=0時刻，時刻，u uo o由由-U-UZ Z跳變到跳變到+U+UZ Z； 電容電容C C開始釋放負電荷。開始釋放負電荷

10、。滯回比較器滯回比較器 + RC+ RC充放電電路充放電電路2 2）電容）電容C C釋放負電荷完畢，開始充電。釋放負電荷完畢，開始充電。 由于由于u uN NuuuP P，故輸出保持，故輸出保持-U-UZ Z。5 5）電容）電容C C正電壓減小，使正電壓減小，使u uN N=u=uP P ； 至步驟至步驟1 1）248-38-3非正弦波發(fā)生電路非正弦波發(fā)生電路2.2.非正弦波發(fā)生電路非正弦波發(fā)生電路1).1).矩形波發(fā)生電路矩形波發(fā)生電路波形波形258-38-3非正弦波發(fā)生電路非正弦波發(fā)生電路二、占空比可調電路二、占空比可調電路通過通過D1D1、D2D2分別控制充放電時間常數(shù)分別控制充放電時間常數(shù)；使充放電時間可調。使充放電時間可調。268-38