第8章 波形發(fā)生和信號(hào)轉(zhuǎn)換

1、模擬電子技術(shù)，8.1正弦波振蕩電路，8.2電壓比較器，8.3非正弦波發(fā)生器，8.4信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，8.1正弦波振蕩電路，正弦波發(fā)生器可以產(chǎn)生正弦波輸出，它是在放大電路的基礎(chǔ)上加上正反饋形成的，是各種波形發(fā)生器和信號(hào)源的核心電路。正弦波發(fā)生器也稱為正弦波振蕩電路或正弦波振蕩器。1.產(chǎn)生正弦波振蕩的條件和電路組成；1.正弦波振蕩條件，無(wú)外部信號(hào)，輸出一定頻率和幅度的正弦信號(hào)。開關(guān)k作為無(wú)反饋放大電路：被斷開，開關(guān)k作為正反饋放大電路：被接通，那么，如果環(huán)路增益、被去除，仍然有信號(hào)輸出。此時(shí)，反饋信號(hào)代替放大電路的輸入信號(hào)。1.正弦波振蕩條件：振幅條件：相位條件：(n為整數(shù))，相位條件：反饋電壓與要求

2、的輸入電壓相同，相位條件意味著振蕩電路必須是正反饋，振幅條件：反饋電壓與要求的輸入電壓相同，1)振蕩開始條件，2)振蕩開始和穩(wěn)定性問(wèn)題2當(dāng)輸出信號(hào)的振幅增加到一定程度時(shí)會(huì)發(fā)生什么？電路設(shè)備內(nèi)部噪聲。在噪聲中，滿足相位平衡條件的某個(gè)頻率為0的噪聲信號(hào)被放大，并成為振蕩電路的輸出信號(hào)。2)穩(wěn)定的振幅：輸出波形會(huì)失真。幅度穩(wěn)定的功能是當(dāng)輸出信號(hào)的幅度增加到一定程度時(shí)，返回幅度平衡狀態(tài)。問(wèn)題1:振蕩電路可以在沒(méi)有輸入信號(hào)的情況下開始振蕩。振蕩的信號(hào)源來(lái)自哪里？問(wèn)題2:當(dāng)輸出信號(hào)的幅度增加到一定程度時(shí)會(huì)發(fā)生什么？2。啟動(dòng)振動(dòng)并穩(wěn)定振幅，1)啟動(dòng)振動(dòng)條件，2)穩(wěn)定振幅：穩(wěn)定振幅的作用是使振幅平衡條件從(電

3、路裝置內(nèi)部噪聲)恢復(fù)，(波形將失真)，3。正弦波振蕩電路，用于產(chǎn)生一定頻率和幅度的正弦交流信號(hào)。公共正弦波振蕩器：放大信號(hào)，以確保輸出是單一頻率的正弦波，從而電路可以從AF1轉(zhuǎn)換到AF=1，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的振幅振蕩。滿足相位條件，經(jīng)常結(jié)合成一、四、正弦波振蕩電路的分析方法，(1)檢查電路的幾個(gè)基本元件；(2)電路是否滿足相位條件？也就是說(shuō)，無(wú)論電路是否為正反饋，只有滿足相位條件才能發(fā)生振蕩；(3)電路是否滿足振幅條件？分析正弦振蕩電路時(shí)，首先要判斷電路是否振蕩。方法是：(1)不可能振蕩；振蕩，但輸出波形明顯失真；(c)產(chǎn)生振蕩。振蕩穩(wěn)定后。在這種情況下，振動(dòng)容易，振蕩穩(wěn)定，輸出波形的失真小，并且

4、時(shí)間相移為0。2.RC正弦波振蕩電路，1。RC頻率選擇網(wǎng)絡(luò)，如果R1=R2=R，C1=C2=C，則：頻率特性：在頻率f0，在頻率f0，電壓同相，2。RC正弦波振蕩電路、放大電路、正反饋和選頻網(wǎng)絡(luò)，(1)當(dāng)振蕩頻率為：?jiǎn)?dòng)條件為：f=F0時(shí)，從振蕩條件可知：(4)RC振蕩電路的幅度穩(wěn)定，熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù)，利用其非線性可以自動(dòng)穩(wěn)定幅度。當(dāng)開始振動(dòng)時(shí)，滿足RF2R1；那是F1。隨著振蕩幅度的增加，uo越大，RF越小，直到RF=2R1，在AuF=1時(shí)穩(wěn)定，振蕩是穩(wěn)定的。半導(dǎo)體熱敏電阻，穩(wěn)幅過(guò)程：熱敏電阻穩(wěn)幅電路，二極管穩(wěn)幅電路，振蕩幅度小時(shí)正向電阻大，振蕩幅度大時(shí)正向電阻小，利用二極管正向伏安特

5、性的非線性自動(dòng)穩(wěn)幅。幅度穩(wěn)定鏈路、帶有幅度穩(wěn)定鏈路的電路(2)，射頻分為兩部分。兩個(gè)二極管并聯(lián)到RF1，因此在振動(dòng)開始時(shí)，由于uO的振幅很小，不足以接通二極管，正向二極管接近開路。此時(shí)，RF2R1。隨著振蕩幅度的增加，正向二極管導(dǎo)通，正向電阻逐漸減小，直到射頻=2R1。振蕩是穩(wěn)定的。二極管幅度穩(wěn)定電路，Multisim模擬：如果射頻=2R1，輸出總是0，電路不能開始振蕩。射頻=14K，R1=6K，Multisim仿真結(jié)果：(a)振蕩期間的輸出電壓波形，(b)穩(wěn)定振蕩期間的輸出電壓波形，(c)沒(méi)有穩(wěn)定振幅的輸出電壓波形，調(diào)節(jié)振蕩頻率：改變開關(guān)K的位置可以改變選頻網(wǎng)絡(luò)的電阻，實(shí)現(xiàn)粗調(diào)頻率；頻率的微調(diào)可以通過(guò)改變電容c的大小、振蕩頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)，r c正弦波振蕩電路一般用來(lái)產(chǎn)生頻率低于1兆赫的正弦波。作業(yè)：P1955，P19610，P19917，電壓比較器將模擬輸入電壓與參考電壓進(jìn)行比較，輸出只有兩種可能狀態(tài)：高電平或低電平。比較器中的集成運(yùn)算放大器通常工作在非線性區(qū)域；開環(huán)或引入正反饋。分類：?jiǎn)螛O限比較器，滯后比較器和窗口比較器。8.2電壓比較器，當(dāng)比較器翻轉(zhuǎn)時(shí)，相應(yīng)的輸入電壓稱為閾值電壓，記錄為ut。工作在非線性區(qū)域的運(yùn)算放大器的特性，知識(shí)綜述：有兩個(gè)可能的輸出電壓值：運(yùn)算放大器的理