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文檔簡介
第二十五講非正弦波發(fā)生電路一、常見的非正弦波二、矩形波發(fā)生電路三、三角波發(fā)生電路四、鋸齒波發(fā)生電路五、波形變換電路模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)一、常見的非正弦波矩形波三角波鋸齒波尖頂波階梯波矩形波是基礎(chǔ)波形,可通過波形變換得到其它波形。二、矩形波發(fā)生電路
輸出無穩(wěn)態(tài),有兩個暫態(tài);若輸出為高電平時定義為第一暫態(tài),則輸出為低電平為第二暫態(tài)。1.基本組成部分(1)開關(guān)電路:輸出只有高電平和低電平兩種情況,稱為兩種狀態(tài);因而采用電壓比較器。(2)反饋網(wǎng)絡(luò):自控,在輸出為某一狀態(tài)時孕育翻轉(zhuǎn)成另一狀態(tài)的條件。應(yīng)引入反饋。(3)延遲環(huán)節(jié):使得兩個狀態(tài)均維持一定的時間,決定振蕩頻率。利用RC電路實現(xiàn)。2.
電路組成正向充電:
uO(+UZ)→R→C→地反向充電:地→C→R→uO(-UZ)RC回路滯回比較器3.
工作原理:分析方法方法一:設(shè)電路已振蕩,且在某一暫態(tài),看是否能自動翻轉(zhuǎn)為另一暫態(tài),并能再回到原暫態(tài)。方法二:電路合閘通電,分析電路是否有兩個暫態(tài),而無穩(wěn)態(tài)。
設(shè)合閘通電時電容上電壓為0,uO上升,則產(chǎn)生正反饋過程:
uO↑→uN↑→uO↑↑,直至uO=UZ,uP=+UT,第一暫態(tài)。3.
工作原理:分析
電容正向充電,t↑→uN↑,t→∞,uN
→UZ;但當(dāng)uN
=+UT時,再增大,uO從+UZ躍變?yōu)?UZ,uP=-UT,電路進(jìn)入第二暫態(tài)。
電容反向充電,t↑→uN↓,t→∞,uN
→-UZ;但當(dāng)uN
=-UT時,再減小,uO從-UZ躍變?yōu)?UZ,uP=+UT,電路返回第一暫態(tài)。第一暫態(tài):uO=UZ,uP=+UT。脈沖寬度4.
波形分析
正向充電和反向充電時間常數(shù)可調(diào),占空比就可調(diào)。5.
占空比可調(diào)電路為了占空比調(diào)節(jié)范圍大,R3應(yīng)如何取值?三、三角波發(fā)生電路
1.電路組成用積分運(yùn)算電路可將方波變?yōu)槿遣?。兩個RC環(huán)節(jié)實際電路將兩個RC環(huán)節(jié)合二為一為什么采用同相輸入的滯回比較器?uO要取代uC,必須改變輸入端。集成運(yùn)放應(yīng)用電路的分析方法:化整為零(分塊),分析功能(每塊),統(tǒng)觀整體,性能估算2.
工作原理滯回比較器積分運(yùn)算電路求滯回比較器的電壓傳輸特性:三要素
UOH
、UOL
,UT,uI過UT時曲線的躍變方向。
合閘通電,通常C上電壓為0。設(shè)uO1↑→uP1↑→uO1↑↑,直至uO1
=UZ(第一暫態(tài));積分電路反向積分,t↑→uO↓,一旦uO過-UT,uO1從+UZ躍變?yōu)椋璘Z(第二暫態(tài))
。積分電路正向積分,t↑→uO↑,一旦uO過+UT,uO1從-UZ躍變?yōu)椋玌Z,返回第一暫態(tài)。重復(fù)上述過程,產(chǎn)生周期性的變化,即振蕩。
電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時,uP1=?三角波發(fā)生電路的振蕩原理3.
波形分析
如何調(diào)整三角波的幅值和頻率?為什么為三角波?怎樣獲得鋸齒波?“理性地調(diào)試”:哪些參數(shù)與幅值有關(guān)?哪些參數(shù)與頻率有關(guān)?先調(diào)哪個參數(shù)?四、鋸齒波發(fā)生電路1.R3應(yīng)大些?小些?2.RW的滑動端在最上端和最下端時的波形?≈T3.R3短路時的波形?五、波形變換電路1.利用基本電路實現(xiàn)波形變換
正弦波變方波、變矩形波,方波變?nèi)遣?,三角波變方波,固定頻率的三角波變正弦波如何得到?利用電子開關(guān)改變比例系數(shù)2.三角波變鋸齒波:二倍頻3.
三角波變正弦波若輸入信號的頻率變化不大,則可用濾波法實現(xiàn)。范圍是什么?若輸入信號的頻率變化較大,則可用折線法實現(xiàn)。
三角波用傅立葉級數(shù)展開,除基波外,還含有3次、5次……諧波。討論一已知uO1和uO2的峰-峰值均為12V,二極管為理想二極管。
1.求出穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值UZ和R4的阻值;
2.定性畫出uO1、uO2的波形圖;
3.求解δ的表達(dá)式。討論二現(xiàn)有頻率為1kHz的正弦波ui,實現(xiàn)下列變換:1kHz的正弦波ui↓2kHz的正弦波↓2kHz的方波↓2kHz的三角波7.5.1.1基本方波發(fā)生電路圖7-5-17.5.1矩形波與方波發(fā)生電路CR1A_+vNvPR3R2±(Vz+VD)R4vovc+_+(a)原理電路(VZ+VD)?(VZ+VD)←TH→←TL→←→t0t1t20tvo,vc(b)波形圖電路組成:IC構(gòu)成反相滯回比較電路(A,R2,R3)+無源積分電路(Rt,C)工作原理:vo=vOH=+(VZ+VD)時,基準(zhǔn)電壓:vo→R1→C正向充電→vc↑當(dāng)vc↑=vo↓=vOL=?(VZ+VD)時,vo→R1→C負(fù)向充電→vc↓(先放掉正電壓,再充上負(fù)電壓)7.5非正弦振蕩電路7.5.1.1基本方波發(fā)生電路圖7-5-17.5.1矩形波與方波發(fā)生電路CR1A_+vNvPR3R2±(Vz+VD)R4vovc+_+(a)原理電路(VZ+VD)?(VZ+VD)←TH→←TL→←→t0t1t20tvo,vc(b)波形圖當(dāng)vc↓=,vo↑=vOH,C又被正向充電,形成振蕩狀態(tài)。(如波形圖所示)振蕩周期T
經(jīng)理論分析(P330)可得7.5非正弦振蕩電路7.5.1.2矩形波發(fā)生電路D1D2Rw1Rw2R4R2R3vN+vc__++A(±VZ+VD)DzvoR1C(a)原理電路otvovcVD+VZ?(VD+VZ)←TL→←TH→←T→放充t1t2t3t4(b)波形圖若要求vo
為矩形波,簡便方法:單時間常數(shù)
→雙時間常數(shù)經(jīng)理論分析:7.5非正弦振蕩電路7.5.2三角波發(fā)生電路(圖7-5-3P340)vo1A2RCvoA1vN1vP1R1R3DZR2(a)電路原理vo1(VZ+VD)0?(VZ+VD)tvot0(b)波形圖電路組成:IC構(gòu)成同相滯回比較電路(A1,R1,R2)+反相有源積分電路(A2,R,C)工作原理:當(dāng)vo1=(VZ+VD)時,基準(zhǔn)電壓vo負(fù)向線性增大vo7.5非正弦振蕩電路7.5.3鋸齒波發(fā)生電路?++A1?++A2R2R1R3DZ±(VD+VZ)R4voCvo1AB
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