模電 第25講 非正弦波發(fā)生電路學(xué)習(xí)資料

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(shí)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(shí)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(shí)間，決定振蕩頻率。利用RC電路實(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)，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(shí)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ā蓚€RC環(huán)節(jié)實(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)的波形？≈T3.R3短路時(shí)的波形？五、波形變換電路1.利用基本電路實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，基準(zhǔn)電壓：vo→R1→C正向充電→vc↑當(dāng)vc↑＝vo↓=vOL=?(VZ+VD)時(shí)，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(shí)間常數(shù)

→雙時(shí)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(shí)，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