模擬電子技術(shù) 正弦波振蕩電路

模擬電子技術(shù)正弦波振蕩電路第1頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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2頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月9.7.1LC選頻放大電路2.選頻放大電路第3頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月9.7.3三點式LC振蕩電路2.電感三點式振蕩電路第4頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月9.7.3三點式LC振蕩電路3.電容三點式振蕩電路第5頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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械力晶體機械變形晶體產(chǎn)生電場壓電效應(yīng)交變電壓機械振動交變電壓機械振動的固有頻率與晶片尺寸有關(guān)，穩(wěn)定性高當交變電壓頻率=固有頻率時，振幅最大。壓電諧振第6頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月等效電路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7頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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際使用時外接一小電容Cs則新的諧振頻率為由于由此看出調(diào)整第8頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

9.3.4二階有源帶阻濾波電路end3.石英晶體振蕩電路第9頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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10頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月9.8.1電壓比較器，由于|vO|不可能超過VM，特點：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|+VCC|

=|-VEE|=VM=

15V，A0=105時，可以認為vI>0時，vOmax=+VCCvI<0時，vOmax=-VEE（過零比較器）運算放大器工作在非線性狀態(tài)下第11頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月9.8.1電壓比較器特點：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輸入為正負對稱的正弦波時，輸出為方波。電壓傳輸特性第12頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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13頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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(b)VREF＝2V時

(c)VREF＝－4V時vI為峰值6V的三角波，設(shè)±VCC＝±12V，運放為理想器件。第14頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月解：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)生跳變時對應(yīng)的vP＝vN＝0，即門限電壓第15頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月單門限比較器的抗干擾能力應(yīng)為高電平錯誤電平第16頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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17頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月9.8.1電壓比較器2.遲滯比較器（3）傳輸特性第18頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月解：（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19頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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20頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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放構(gòu)成的比較器高。但集成電壓比較器中無頻率補償電容，因此轉(zhuǎn)換速率高，改變輸出狀態(tài)的典型響應(yīng)時間是30～200ns。相同條件下741集成運算放大器的響應(yīng)時間為30s左右。第21頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月9.8.2矩形波發(fā)生電路一、電路組成RC充放電回路遲滯比較器圖9.8.1圖9.8.2遲滯比較器：集成運放、R1、R2；充放電回路：R、C；鉗位電路：VDZ、R3。第22頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月二、工作原理設(shè)t=0時，uC=

0，uO=+UZ則tOuCOuOtu+u-當u-=uC

=u+時，t1t2則當u-=uC

=u+時，輸出又一次跳變，uO=+UZ輸出跳變，uO=-UZ圖9.8.3第23頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月三、振蕩周期電容的充放電規(guī)律：對于放電，解得：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。t1t2tOuCOuOtt3圖9.8.4第24頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生電路圖9.8.6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)生器的占空比可調(diào)。tOuCuOtOT1T2T充電時間T1放電時間T2占空比D圖9.8.5第25頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月圖9.8.7一、電路組成9.8.3三角波發(fā)生電路二、工作原理OuO1tOuOt當u+=u-

=0時，滯回比較器的輸出發(fā)生跳變。圖9.8.8第26頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月三、輸出幅度和振蕩周期解得三角波的輸出幅度當u+=u-

=0時，uO1跳變?yōu)?UZ，uO達到最大值Uom。振蕩周期第27頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月圖9.8.99.8.4鋸齒波發(fā)生電路一、電路組成OuO1tOuOtT1T2T二、輸出幅度和振蕩周期圖9.8.10第28頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月9.8.2方波產(chǎn)生電路2.工作原理由于遲滯比較器中正反饋的作用，電源接通后瞬間，輸出便進入飽和狀態(tài)。假設(shè)為正向飽和狀態(tài)RC放電RC充電第29頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月3.振蕩周期計算其中（9-1）第30頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月代入式(9-1)得同理求得第31頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月3.占空比可變的方波產(chǎn)生電路9.8.2方波產(chǎn)生電路第32頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月9.8.3鋸齒波產(chǎn)生電路同相輸入遲滯比較器積分電路充放電時間常數(shù)不同第33頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月總結(jié)運放的應(yīng)用有源濾波器運算加減微積分線性