模擬電子電路波形發(fā)生和整形電路新下載課件

第八章

波形的產(chǎn)生與變換電路8.1正弦波振蕩的基本原理8.2RC正弦波振蕩電路8.3LC正弦波振蕩電路8.4石英晶體振蕩電路8.5比較器8.6方波發(fā)生器8.7三角波及鋸齒波發(fā)生器一.產(chǎn)生自激振蕩的條件fidXXX-=改成正反饋只有正反饋電路才能產(chǎn)生自激振蕩。8.1正弦波振蕩器的基本原理+Xi–f基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FX+doXX如果：,ifXX=則去掉,iX仍有信號(hào)輸出。反饋信號(hào)代替了放大電路的輸入信號(hào)。Xi+f基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FX+doXXXdof基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FXXFA=1Xd=Xf所以，自激振蕩條件也可以寫成：自激振蕩的條件：（1）振幅條件：（2）相位條件：pjjnFA2=+n是整數(shù)因?yàn)椋?.動(dòng)畫演示Xdof基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FXX二.起振條件和穩(wěn)幅原理起振條件：結(jié)果：產(chǎn)生增幅振蕩（略大于）1、被動(dòng)：器件非線性2、主動(dòng)：在反饋網(wǎng)絡(luò)中加入非線性穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，用以調(diào)節(jié)放大電路的增益穩(wěn)幅過程：起振時(shí)，穩(wěn)定振蕩時(shí)，穩(wěn)幅措施：起振過程Xdof基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FXX1.放大電路2.正反饋網(wǎng)絡(luò)3.選頻網(wǎng)絡(luò)——只對(duì)一個(gè)頻率滿足振蕩條件，從而獲得單一頻率的正弦波輸出。常用的選頻網(wǎng)絡(luò)有RC選頻和LC選頻4.穩(wěn)幅環(huán)節(jié)——使電路易于起振又能穩(wěn)定振蕩，波形失真小。三.正弦波振蕩器的一般組成8.2RC正弦波振蕩電路一.RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性R1C1串聯(lián)阻抗：R2C2并聯(lián)阻抗：選頻特性：1.定性分析：（1）當(dāng)信號(hào)的頻率很低時(shí)。>>R1>>R2其低頻等效電路為：其頻率特性為：當(dāng)ω=0時(shí)，uf=0，│F│=0=+90°當(dāng)ω↑時(shí)，uf=↑，│F│↑↓0|F|0φF90°（2）當(dāng)信號(hào)的頻率很高時(shí)。＜＜R1＜＜R2其高頻等效電路為：其頻率特性為：當(dāng)ω=∞時(shí)，uf=0，│F│=0=-90°當(dāng)ω↓時(shí)，uf=↑，│F│↑↓0|F|0φF-90°ω0=？│F│max=？由以上分析知：一定有一個(gè)頻率ω0存在，當(dāng)ω=ω0時(shí)，│F│最大，且=0°0|F|0φF90°0|F|0φF-90°2.定量分析R1C1串聯(lián)阻抗：R2C2并聯(lián)阻抗：頻率特性：通常，取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，則有：式中：可見：當(dāng)時(shí)，│F│最大，且=0°

│F│max=1/3RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)完整的頻率特性曲線：當(dāng)時(shí)，│F│=│F│max=1/3φF+90°|F|二.RC橋式振蕩器的工作原理：在f0處滿足相位條件：因?yàn)椋篈F=131=F11f+=RRA1f2RR=只需：A=3輸出正弦波頻率：振幅條件：引入負(fù)反饋：選：例題:R=1k，C=0.1F，R1=10k。Rf為多大時(shí)才能起振？振蕩頻率f0=？AF=1，31=F11f+=RRAA=3Rf=2R1=210=20k=1592Hz起振條件：能自修動(dòng)穩(wěn)神幅的辭振蕩哲電路半導(dǎo)體熱敏電阻(負(fù)溫度系數(shù)）起振焰時(shí)Rt較大使A>3爺,易起耀振。當(dāng)uo幅度總自激頓增長(zhǎng)斷時(shí)，Rt減小辣，A減小草。當(dāng)uo幅度碰達(dá)某或一值革時(shí)，A→3。當(dāng)uo進(jìn)一尺步增涉大時(shí)匠，RT再減求小,使A<3。因此uo幅度古自動(dòng)擊穩(wěn)定蠅于某順一幅廳值。能自鑒動(dòng)穩(wěn)忽幅的及振蕩曲電路起振切時(shí)D1、D2不導(dǎo)凝通，Rf1+Rf2略大復(fù)于2R1。隨著uo的增賭加，D1、D2逐漸雜導(dǎo)通鞋，Rf2被短見接，A自動(dòng)木下降牽，起圈到穩(wěn)稱幅作汪用。將Rf分為Rf1和Rf2，Rf2并聯(lián)神二極統(tǒng)管EW址B演示——RC振蕩告器K：雙聯(lián)父波段納開關(guān)傾，切換R，用于粗調(diào)痛振蕩揚(yáng)頻率催。C：雙聯(lián)省可調(diào)圣電容輛，改德變C，用于鞠細(xì)調(diào)殲振蕩焰頻率昆。振蕩許頻率帳的調(diào)抵節(jié)：_++RfuoRCCR1KKR1R1R2R2R3R3振蕩頻率：三.RC移相購(gòu)式振悶蕩電馬路1.RC移相去電路（1）RC超前蛋移相垂電路（2）RC滯后趨移相糕電路φA+90°+180°+270°0°φA-90°-180°-270°0°2.RC移相扮式振碑蕩電坦路在f0處滿足慨相位星條件凡：1.LC并聯(lián)減諧振眠回路恒的選頻鮮特性(阻性)LC并聯(lián)嚴(yán)諧振特點(diǎn)氣：諧振窯時(shí)，狼總路樸電流遞很小予，支湊路電雁流很紗大，暢電感斷與電漏容的導(dǎo)無(wú)功徒功率外互相諷補(bǔ)償奶，電穗路呈烤阻性哨。R為電揭感和委回路北中的采損耗倍電阻8.野3LC正弦準(zhǔn)波振憲蕩器當(dāng)時(shí)，并聯(lián)揪諧振掛。諧振衣時(shí)，散電路加呈阻捐性：Q為諧遮振回垂路的宋品質(zhì)名因數(shù)旨，Q值越顯大，工曲線劉越陡藏越窄邪，選文頻特卻性越填好。諧振表時(shí)LC并聯(lián)妖諧振水電路相當(dāng)?shù)∫粋€(gè)咱大電制阻。LC并聯(lián)箱諧振滿回路檔的幅頻滲特性櫻曲線|Z|Q小Q大互感肝線圈尚的極雞性判址別1234初級(jí)獅線圈次級(jí)繪線圈同名端1234+–+–在L軟C振醫(yī)蕩器市中，森反饋紙信號(hào)攜通過互感傳線圈思引出同名察端：二.變壓架器反頁(yè)饋式LC振蕩鳥電路工作賞原理熔：三極跡管共吃射放朝大器長(zhǎng)。利用戚互感弱線圈述的同儉名端農(nóng)：滿足袋相位倍條件窮。振蕩招頻率:判斷鼓是否速是滿外足相倘位條路件——相位莖平衡貞法：斷開嘆反饋先到放分大器衰的輸違入端腰點(diǎn)，妹假設(shè)們?cè)谳斈I入端垃加入惱一正希極性懸的信州號(hào)，殼用瞬洗時(shí)極橡性法真判定孟反饋稻信號(hào)窮的極比性。梨若反系饋信單號(hào)與裝輸入剖信號(hào)殘同相堪，則墾滿足豆相位碧條件源；否習(xí)則不圣滿足咳。(+夏)(-喝)(+映)(+疲)(+輕)(+氧)(+宮)LC正弦衛(wèi)波振瓦蕩器協(xié)舉例滿足醉相位軍平衡速條件（+）（+）（–）（+）LC正弦答波振躺蕩器悲舉例振蕩除頻率:（–）滿足遼相位喘平衡炊條件仍然氧由LC并聯(lián)旅諧振膠電路必構(gòu)成桂選頻蒜網(wǎng)絡(luò)三.三點(diǎn)灘式LC振蕩論電路原理呆：uf與uo反相uf與uo同相電感打三點(diǎn)逮式：電容芒三點(diǎn)井式：uf與uo反相uf與uo同相1.電感喜三點(diǎn)許式LC振蕩而電路振蕩瘦頻率穴：2.電容早三點(diǎn)嶺式LC振蕩恭電路振蕩面頻率惜：例：試甘判斷碗下圖鉛所示燈三點(diǎn)譽(yù)式振資蕩電驚路是咬否滿核足相致位平辟衡條且件。Q值越謠高，授選頻司特性犁越好憂，頻釘率越弊穩(wěn)定評(píng)。8.眨4石英協(xié)晶體振蕩庸電路1.頻率傲穩(wěn)定源問題頻率穩(wěn)定度一般由來衡量——頻率偏移量?！袷庮l率。LC振蕩順電路Q——數(shù)百石英演晶體裳振蕩裕電路Q——紀(jì)10稿00感0蓬50瘦00減00一.石英招晶體2.基本陪特性1.結(jié)構(gòu)朋：極板底間加沿電場(chǎng)極板評(píng)間加皮機(jī)械除力晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場(chǎng)壓電燭效應(yīng)?。航蛔兂珉妷簷C(jī)械振動(dòng)交變電壓機(jī)械腳振動(dòng)擊的固做有頻甩率與定晶片母尺寸仍有關(guān)詠，穩(wěn)毅定性昌高。當(dāng)交績(jī)變電吩壓頻慶率=固有宴頻率獵時(shí)，蟲振幅獨(dú)最大符號(hào)壓電諧振3.石英棒晶體散的等取效電撿路與愈頻率宿特性等效龜電路盞：（1）串愈聯(lián)諧裕振頻率寄特性排：晶體中等效遇純阻宗且阻仙值≈0（2）并虛聯(lián)諧陳振通常所以X感性0容性二.石英示晶體朽振蕩節(jié)電路利用萍石英綢晶體樣的高停品質(zhì)砍因數(shù)叉的特滾點(diǎn)，牛構(gòu)成LC振蕩舊電路輩。1.并聯(lián)艦型石湊英晶臣體振活蕩器石英慶晶體襲工作心在fs與fp之間石，相誼當(dāng)一五個(gè)大市電感霧，與C1、C2組成杠電容蛇三點(diǎn)平式振意蕩器傍。由閥于石仰英晶噸體的Q值很跨高，飽可達(dá)啊到幾送千以愉上，黑所以搜電路尺可以滅獲得爪很高叔的振津蕩頻降率穩(wěn)志定性莊。X感性0容性2.串聯(lián)尿型石爽英晶昆體振頁(yè)蕩器石英任晶體貢工作舌在fs處，呈電吼阻性征，而懼且阻奧抗最蜘小，浩正反治饋?zhàn)钛髲?qiáng)，畢相移罰為零,滿足概振蕩綿的相險(xiǎn)位平而衡條會(huì)件。對(duì)于fs以外倡的頻封率，萬(wàn)石英筑晶體鈴阻抗敵增大,且相雹移不顏為零菜，不飼滿足毅振蕩祖條件模，電右路不顯振蕩佩。X感性0容性例：分析畜下圖唯的振主蕩電遇路能識(shí)否產(chǎn)完生振交蕩，煌若產(chǎn)被生振側(cè)蕩,石英葵晶體啦處于督何種漿狀態(tài)斧？8.重5比較掀器將一克個(gè)模榴擬電宜壓信炊號(hào)與則一參考移電壓相比培較，萍輸出姜一定激的高庫(kù)低電姥平。功能坊：構(gòu)成像：運(yùn)放辯組成數(shù)的電吃路處爛于非引線性至狀態(tài)撕，輸露出與靠輸入役的關(guān)樹系uo=f(ui)是非朋線性血函數(shù)炎。uoui0+UOM-UOM1.運(yùn)放雄工作巾在非鏈線性油狀態(tài)幕的判圍定：字電路鏟開環(huán)親或引弟入正檔反饋跟。運(yùn)放辯工作畏在非所線性典狀態(tài)壤基本擁分析配方法2.運(yùn)放嶄工作攀在非螞線性條狀態(tài)渾的分件析方憲法：若U+＞U-則UO=+UOM；若U+＜U-則UO=-UOM。虛斷笑（運(yùn)居放輸穿入端繞電流=0）注意秧：此鈴時(shí)不柔能用漂虛短咬！uoui0+UOM-UOMuoui0+UOM-UOM1.過零暮比較射器:（門灑限電拴平=0）uoui0+UOM-UOM一.單門督限電淺壓比龍較器tuituo+Uom-Uom例題筑：利紹用電飽壓比獵較器轟將正徐弦波拳變?yōu)檎狗讲ɡ琛?.單門找限比免較器賣（與事參考吉電壓售比較養(yǎng)）uoui0+Uom-UomURE寶FURE眼F為參緩考電辯壓當(dāng)ui>URE愿F時(shí),uo=+Uom當(dāng)ui<URE街F時(shí),uo=-Uom運(yùn)放回處于撤開環(huán)驗(yàn)狀態(tài)uoui0+Uom-UomURE圣F當(dāng)ui<URE巧F時(shí),uo=+Uom當(dāng)ui>URE杯F時(shí),uo=-Uom若ui從反掀相端糊輸入uoui0+UZ-UZ（1）用圾穩(wěn)壓弦管穩(wěn)來定輸寺出電冷壓忽略茄了UD3.限幅帳電路——使輸跨出電謀壓為織一穩(wěn)辱定的今確定旺值當(dāng)ui>0時(shí),uo=+UZ當(dāng)ui<0時(shí),uo=-UZ（2）穩(wěn)挑幅電泳路的賤另一某種形廣式：將雙侍向穩(wěn)役壓管園接在爬負(fù)反搏饋回椅路中uoui0+UZ-UZ當(dāng)ui>0時(shí),uo=-UZ當(dāng)ui<0時(shí),uo=+UZ二.遲滯唇比較云器1.工作局原理——兩個(gè)幕門限憂電壓臣。特點(diǎn):電路醒中使蜓用正常反饋——運(yùn)放常工作否在非鼠線性祖區(qū)。（1）當(dāng)uo=+UZ時(shí)，（2）當(dāng)uo=-UZ時(shí)，UT+稱上門對(duì)限電究壓UT-稱下門鄙限電矩壓UT+-UT-稱為浙回差電壓遲滯辟比較社器的啞電壓抵傳輸縣特性怪：uoui0+UZ-UZUT+UT-設(shè)ui,當(dāng)ui=最<UT-時(shí),uo從-UZ+UZ這時(shí),uo=-UZ,u+=UT-設(shè)初陸始值:uo=+UZ,u+=UT+設(shè)ui,當(dāng)ui=射>UT+時(shí),uo從+UZ-UZ例題爸：Rf=1巾0k，R2=1競(jìng)0k，UZ=6省V，URE干F=1橫0V。當(dāng)輸而入ui為如錯(cuò)圖所揪示的灣波形南時(shí)，菊畫概出輸墳出uo的波冤形。上下洋限：uoui08V3V傳輸特性+6V-6V3V8Vuiuo+6V-6Vuoui08V3V傳輸特性+6V-6V1.電路恥結(jié)構(gòu)由滯雁回比既較電粗路和RC定時(shí)集電路漠構(gòu)成上下醒限:8.寸6方波訓(xùn)發(fā)生敘器2.工作帥原理顫：(1山)設(shè)uo=+UZ,此時(shí)宏，uO給C充電臺(tái),uc，則：u+=UT+0tuo+UZ-UZucUT+0t一旦uc>抖UT+,就有u->盜u+,uo立即沒由＋UZ變成跟－UZ。在uc<恢UT+時(shí)，u-<錢u+,設(shè)uC初始龜值uC(0+)=趟0方波乓發(fā)生喬器uo保持+UZ不變+UZ此時(shí)昏，C向uO放電潑,再踩反向緊充電(2諸)當(dāng)uo=-UZ時(shí)，u+=UT-uc達(dá)到UT-時(shí)，uo上跳稠。UT+uctUT-當(dāng)uo重新活回到＋UZ后，燦電路拔又進(jìn)箱入另軍一個(gè)愉周期碎性的店變化匙。-UZ0UT+uctUT-+UZuo0t-UZT完整棗的波胃形：動(dòng)畫港演示計(jì)算壘振蕩犁周期T。EW唉B演示——方波客發(fā)生途器周期鑒與頻沒率的旗計(jì)算緞：0UT+uctUT-+UZ-UZT1T2TT=安T1+回T2=2塞T2uc(t)=UC()+UC(0+)-UC()e,=RC-tT2階段uc(t預(yù))的過話渡過施程方仰程為:f=撤1/T可推腳出:3、占空狹比可母調(diào)的小方波殖發(fā)生驕器UZuo0t-UZ改變茂電位僑器RW的滑鑰動(dòng)端姓，就枝改變喊了沖薄放電矛的時(shí)摟間，儀從而鏟使方橫波的霞占空升比可訂調(diào)。8.詠7三角公波及巴鋸齒寸波信夕號(hào)發(fā)巖生器電路光結(jié)構(gòu)：遲滯乏比較緒器+反相甩積分驢器一.三角坡波發(fā)誓生器工作騎原理：若uo1=+UZ，uo2↓，u+↓。當(dāng)u+≤0時(shí)，uo1翻轉(zhuǎn)摧為-UZ。若uo1=-UZ，uo2↑，u+↑。當(dāng)u+≥0時(shí)，uo1翻轉(zhuǎn)動(dòng)為+UZ。波形攜圖振蕩泰周期征：0UT+uo2tUT-+UZuo10t

-UZT二.鋸齒瘋波發(fā)蔽生器改變減積分版器的算正反明向充壺電時(shí)悔間常盟數(shù)uo1=+UZ，D截止估，充電膨時(shí)間故常數(shù)情