第8章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換(江蘇師范)

1、第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換8.1 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路8.2 電壓比較器電壓比較器8.3 非正弦波發(fā)生電路非正弦波發(fā)生電路8.4 利用集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路利用集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)8.1 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路知識(shí)要點(diǎn)：知識(shí)要點(diǎn)：1、掌握正弦波振蕩的平衡條件；、掌握正弦波振蕩的平衡條件；2、掌握正弦波振蕩電路的組成、各部分作用及其分類；、掌握正弦波振蕩電路的組成、各部

2、分作用及其分類；3、掌握文氏橋振蕩電路（、掌握文氏橋振蕩電路（RC正弦波振蕩電路）的電路構(gòu)正弦波振蕩電路）的電路構(gòu)成及其特點(diǎn)。成及其特點(diǎn)。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)正弦波振蕩電路用來(lái)產(chǎn)生一定頻率和幅值的正弦交流信正弦波振蕩電路用來(lái)產(chǎn)生一定頻率和幅值的正弦交流信號(hào)。號(hào)。 電路的頻率范圍很廣，可以從一赫以下到幾百兆以上；電路的頻率范圍很廣，可以從一赫以下到幾百兆以上；輸出功率可以從幾毫瓦到幾十千瓦。輸出功率可以從幾毫瓦到幾十千瓦。應(yīng)用：應(yīng)用：無(wú)線電通訊、廣播電視，工業(yè)上的高頻感應(yīng)爐、超聲波發(fā)無(wú)線電通訊、廣播電視，工業(yè)上的高頻感應(yīng)爐、超聲

3、波發(fā)生器、正弦波信號(hào)發(fā)生器、半導(dǎo)體接近開(kāi)關(guān)等。生器、正弦波信號(hào)發(fā)生器、半導(dǎo)體接近開(kāi)關(guān)等。概述：概述：第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)8.1.1 正弦波振蕩電路工作原理正弦波振蕩電路工作原理 從電路結(jié)構(gòu)組成上講，正弦波振蕩電路屬于從電路結(jié)構(gòu)組成上講，正弦波振蕩電路屬于正反饋正反饋放大電路放大電路。電路要進(jìn)行正常的工作，必須產(chǎn)生。電路要進(jìn)行正常的工作，必須產(chǎn)生“自激振自激振蕩蕩”，電路才可以輸出一定頻率與一定幅值的正弦波信，電路才可以輸出一定頻率與一定幅值的正弦波信號(hào)。號(hào)。 “自激振蕩自激振蕩”現(xiàn)象的特征：現(xiàn)象的特征： 當(dāng)放大電路輸入信號(hào)為當(dāng)

4、放大電路輸入信號(hào)為0時(shí)，電路輸出端仍有時(shí)，電路輸出端仍有一定頻一定頻率和一定幅值率和一定幅值的信號(hào)輸出。的信號(hào)輸出。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)正弦波振蕩電路方框圖：正弦波振蕩電路方框圖：正反饋放大電路結(jié)構(gòu)框圖正反饋放大電路結(jié)構(gòu)框圖fiiXXX fiXX 第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) OX fX iX電擾動(dòng)信號(hào)電擾動(dòng)信號(hào)經(jīng)電路放大經(jīng)電路放大第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)uouf起振過(guò)程起振過(guò)程 動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡-穩(wěn)定振

5、蕩穩(wěn)定振蕩uf 與與 uo 波形波形第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)以及自激振蕩發(fā)生時(shí)，輸入信號(hào)為以及自激振蕩發(fā)生時(shí)，輸入信號(hào)為0的條件，可知：的條件，可知：而當(dāng)自激振蕩達(dá)到最終的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)時(shí)：而當(dāng)自激振蕩達(dá)到最終的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)時(shí)：次輸出量次輸出量原輸出量原輸出量此為正弦波振蕩電路中自激振蕩動(dòng)態(tài)平衡條件此為正弦波振蕩電路中自激振蕩動(dòng)態(tài)平衡條件可分為可分為幅值平衡條件幅值平衡條件和和相位平衡條件相位平衡條件兩部分：兩部分：由正反饋結(jié)構(gòu)放大電路所對(duì)應(yīng)的：由正反饋結(jié)構(gòu)放大電路所對(duì)應(yīng)的：fiiXXX OfiXFXX ,OOiOOOXFAXFAX

6、AXXX1 FA8.1.2 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路“自激振蕩自激振蕩”建立與維持動(dòng)態(tài)平衡的條建立與維持動(dòng)態(tài)平衡的條件件 1 FA FA即即：第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)幅值平衡條件：幅值平衡條件：相位平衡條件：相位平衡條件：起振的幅值條件起振的幅值條件：1 FA nAFFA2 1 FA第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) ？第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)8.1.3正弦波振蕩電路的組成、各部分作用正弦波振蕩電路的組成、各部

7、分作用至少應(yīng)具備四部分：至少應(yīng)具備四部分：放大電路，選頻網(wǎng)絡(luò)，正反饋網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。放大電路，選頻網(wǎng)絡(luò)，正反饋網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。 1、放大電路放大電路：作用是完成起振過(guò)程，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部振蕩信號(hào)幅值：作用是完成起振過(guò)程，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部振蕩信號(hào)幅值由小到大的增長(zhǎng)過(guò)程。由小到大的增長(zhǎng)過(guò)程。 2、選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)：由它來(lái)決定電路中振蕩信號(hào)頻率，確保電路：由它來(lái)決定電路中振蕩信號(hào)頻率，確保電路產(chǎn)生單一頻率的正弦波信號(hào)的輸出。產(chǎn)生單一頻率的正弦波信號(hào)的輸出。選頻特性體現(xiàn)為：僅對(duì)選頻特性體現(xiàn)為：僅對(duì)由電路參數(shù)所確定的頻率的信由電路參數(shù)所確定的頻率的信號(hào)號(hào)實(shí)現(xiàn)幅值由小到大的振蕩過(guò)程，而對(duì)其他頻率的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)幅值由小到大的

8、振蕩過(guò)程，而對(duì)其他頻率的信號(hào)，電路會(huì)令它們逐漸的衰減，直至消失。電路會(huì)令它們逐漸的衰減，直至消失。 第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)3、正反饋網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)：滿足自激振蕩的相位條件。：滿足自激振蕩的相位條件。4、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：非線性電路，是為了促使振蕩信號(hào)幅值盡快：非線性電路，是為了促使振蕩信號(hào)幅值盡快穩(wěn)定，達(dá)到最終的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。穩(wěn)定，達(dá)到最終的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。 一般分立電路中不需要單獨(dú)的配置穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，而對(duì)集一般分立電路中不需要單獨(dú)的配置穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，而對(duì)集成電路而言，則需要再配置一定的非線性電路。成電路而言，則需要再配置一定的非線性電路

9、。 注意：注意：通常正弦波振蕩電路中的通常正弦波振蕩電路中的選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)與與正反饋網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)是合二為一的是合二為一的 。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)8.1.4判斷一電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩的方法和步驟判斷一電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩的方法和步驟1、觀察電路構(gòu)成是否包含、觀察電路構(gòu)成是否包含放大電路，選頻網(wǎng)絡(luò)，正放大電路，選頻網(wǎng)絡(luò)，正反饋網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)幅環(huán)節(jié)；反饋網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)幅環(huán)節(jié)；2、判斷其放大電路能否正常工作，即其、判斷其放大電路能否正常工作，即其Q點(diǎn)設(shè)置是否合點(diǎn)設(shè)置是否合適、動(dòng)態(tài)信號(hào)能否被順利的輸入、放大、輸出。適、動(dòng)態(tài)信號(hào)能否被

10、順利的輸入、放大、輸出。3、利用瞬時(shí)極性法判斷電路是否滿足正弦波振蕩的相位條件：、利用瞬時(shí)極性法判斷電路是否滿足正弦波振蕩的相位條件：4、判斷電路是否滿足正弦波振蕩起振的幅值條件。、判斷電路是否滿足正弦波振蕩起振的幅值條件。fofiiUUU/第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)8.1.5 正弦波振蕩電路的分類正弦波振蕩電路的分類分類依據(jù)：根據(jù)分類依據(jù)：根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)中所用器件中所用器件的不同來(lái)劃分：的不同來(lái)劃分： 1、RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路： 振蕩頻率振蕩頻率fo較低，一般小于較低，一般小于1MHZ； 2、LC正弦波振蕩電路正

11、弦波振蕩電路： fo較高，一般大于較高，一般大于1MHZ ；3、石英晶體正弦波振蕩電路石英晶體正弦波振蕩電路： fo較高，大于較高，大于1MHZ，且非，且非常穩(wěn)定。常穩(wěn)定。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)8.1.6 RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路 （橋式、移相式和雙（橋式、移相式和雙T型）型） 文氏橋振蕩電路文氏橋振蕩電路是是RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路（低頻正弦波振（低頻正弦波振蕩電路）中的典型電路結(jié)構(gòu)，又稱為蕩電路）中的典型電路結(jié)構(gòu)，又稱為RC橋式正弦波振蕩橋式正弦波振蕩電路。電路。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和

12、信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1）由單一的集成運(yùn)放構(gòu)成；）由單一的集成運(yùn)放構(gòu)成；（2）R1與與Rf構(gòu)成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，作用是確保集成運(yùn)放工作在線構(gòu)成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，作用是確保集成運(yùn)放工作在線性放大區(qū)，使電路具有放大電路；性放大區(qū)，使電路具有放大電路；（3）R與與C相串、并聯(lián)的電路相串、并聯(lián)的電路構(gòu)成正反饋網(wǎng)絡(luò)，它與電路的構(gòu)成正反饋網(wǎng)絡(luò)，它與電路的選頻網(wǎng)絡(luò)是合二為一的；選頻網(wǎng)絡(luò)是合二為一的；（4）此結(jié)構(gòu)暫沒(méi)考慮配置穩(wěn)幅電路。）此結(jié)構(gòu)暫沒(méi)考慮配置穩(wěn)幅電路。ffpfOURRURRU)1 ()1 (11第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技

13、術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（5）因正反饋網(wǎng)絡(luò)與負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)兩部分電路構(gòu)成）因正反饋網(wǎng)絡(luò)與負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)兩部分電路構(gòu)成一電橋，故命名為一電橋，故命名為文氏橋振蕩電路。文氏橋振蕩電路。 第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)CRCRCRUUFOf j1/j1j1/ OUfU)(31)j(3100ooffffjRC1o 31 OfUU2、R與與C串、并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)選頻特性串、并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)選頻特性 RCf21o 第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)相頻特性相頻特性90 90 （F）fo0幅頻幅頻特性特性 Fffo13第第

14、8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)3、負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)中、負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)中R1，Rf阻值的選配阻值的選配 11231RRRRAUUUUAfffOPOu起振的幅值條件起振的幅值條件：1 FA+Uf_達(dá)達(dá)到到動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)平平衡衡時(shí)時(shí)：，即即時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng),31310 OfUUFff1 FA第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)在電路中再加入在電路中再加入非線性環(huán)節(jié)非線性環(huán)節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，常用的措施有兩種：常用的措施有兩種： 措施一：措施一：將負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)中的將負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)中的R1或或Rf 用熱敏電阻來(lái)取代。用熱敏電

15、阻來(lái)取代。熱敏電阻的特性：熱敏電阻的特性：隨溫度的變化，其本身阻值隨之發(fā)生變化隨溫度的變化，其本身阻值隨之發(fā)生變化 ，當(dāng)溫度升高時(shí)，阻值變大，稱為具有當(dāng)溫度升高時(shí)，阻值變大，稱為具有正溫度系數(shù)正溫度系數(shù)的熱敏電阻，的熱敏電阻，而反之稱為具有而反之稱為具有負(fù)溫度系數(shù)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。的熱敏電阻。 4、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)（額外配置）、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)（額外配置）11RRAfu負(fù)溫度系數(shù)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻熱敏電阻正溫度系數(shù)正溫度系數(shù)熱敏電阻熱敏電阻第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)熱敏電阻熱敏電阻即即熱敏電阻的作用熱敏電阻的作用oU oI 功功耗耗 fR 溫度

16、溫度 fR 阻阻值值 fR3uA1FAu穩(wěn)幅穩(wěn)幅uA311RRAfu1 FA穩(wěn)幅原理穩(wěn)幅原理起振時(shí)：第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)措施二：措施二：在在Rf支路上串接兩個(gè)并聯(lián)反接的二極管支路上串接兩個(gè)并聯(lián)反接的二極管11RRAfu 二極管在動(dòng)態(tài)信號(hào)的作用下可等效成為一個(gè)動(dòng)態(tài)電阻二極管在動(dòng)態(tài)信號(hào)的作用下可等效成為一個(gè)動(dòng)態(tài)電阻rd，而而rd阻值會(huì)隨著流經(jīng)電流的增大而變小，從而達(dá)到了穩(wěn)定阻值會(huì)隨著流經(jīng)電流的增大而變小，從而達(dá)到了穩(wěn)定幅值的目的。幅值的目的。 11RrRAdfu第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基

17、礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)振蕩建立振蕩建立： 當(dāng)電路一接上直流電源，由于電沖擊或噪聲或干擾等信號(hào)當(dāng)電路一接上直流電源，由于電沖擊或噪聲或干擾等信號(hào)的存在，它們都含有豐富的諧波，總有與振蕩頻率的存在，它們都含有豐富的諧波，總有與振蕩頻率f f0 0相同的諧相同的諧波，這個(gè)信號(hào)雖然很微弱，但經(jīng)過(guò)放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)的作用，波，這個(gè)信號(hào)雖然很微弱，但經(jīng)過(guò)放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)的作用，使輸出信號(hào)的幅值越來(lái)越大，正弦波振蕩由小到大地建立起來(lái)。使輸出信號(hào)的幅值越來(lái)越大，正弦波振蕩由小到大地建立起來(lái)。穩(wěn)定穩(wěn)定： 輸入諧波經(jīng)過(guò)放大輸入諧波經(jīng)過(guò)放大 反饋反饋 再放大的循環(huán)，使輸出幅再放大的循環(huán)，使輸出幅度不斷增加，但由于幅度

18、增大到一定程度時(shí)，運(yùn)算放大器工作度不斷增加，但由于幅度增大到一定程度時(shí)，運(yùn)算放大器工作在非線性區(qū)，或三極管工作在非放大區(qū)，所以輸出幅度趨于穩(wěn)在非線性區(qū)，或三極管工作在非放大區(qū)，所以輸出幅度趨于穩(wěn)定。定。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5、振蕩頻率、振蕩頻率fo的可調(diào)措施的可調(diào)措施RCf21o 雙層波段開(kāi)關(guān)雙層波段開(kāi)關(guān)同軸電位器同軸電位器第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電子琴的振蕩電路：電子琴的振蕩電路：2121RRCfo_+RF1uoR1CCRD1D1RF2R28R27R26R25R

19、24R23R22R21第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)例例1 1：判斷電路是否滿足振蕩的相位條件：判斷電路是否滿足振蕩的相位條件+輸入端輸入端輸出端輸出端正反饋正反饋第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)例例2 2：判斷電路是否滿足振蕩的相位條件：判斷電路是否滿足振蕩的相位條件+輸入端輸入端輸出端輸出端第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)RCRC+UCCR1C2C3R3R2RE2C1RC2T1RE1CET2RC1RF+RCRC網(wǎng)絡(luò)正反饋，

20、網(wǎng)絡(luò)正反饋，R RF F、R RE E1 1組成負(fù)反饋，參數(shù)合適則可產(chǎn)生振蕩。組成負(fù)反饋，參數(shù)合適則可產(chǎn)生振蕩。例例3 3：判斷電路是否滿足振蕩的相位條件。：判斷電路是否滿足振蕩的相位條件。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)8.1.7 LC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路LC選頻網(wǎng)絡(luò)：選頻網(wǎng)絡(luò)：并聯(lián)并聯(lián)損耗等效損耗等效電阻電阻理想狀態(tài)理想狀態(tài)第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)LCf210一、一、LC并聯(lián)諧振回路的選頻特性并聯(lián)諧振回路的選頻特性CLRuiLici諧振時(shí)諧振時(shí)LC并聯(lián)諧振電路并聯(lián)

21、諧振電路相當(dāng)一個(gè)電阻相當(dāng)一個(gè)電阻jwLRjwcjwLRjwcZ1)(1RLwQ0第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)二、選頻放大電路：二、選頻放大電路：beurZA LC正弦波振蕩電路構(gòu)建思路：正弦波振蕩電路構(gòu)建思路：在在選頻放大電路選頻放大電路的基礎(chǔ)上再引入的基礎(chǔ)上再引入正反饋正反饋，若能以反饋電，若能以反饋電壓取代輸入電壓，則就構(gòu)成了壓取代輸入電壓，則就構(gòu)成了LC正弦波振蕩電路。正弦波振蕩電路。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)變壓器反饋式、電感反饋式、電容反饋式變壓器反饋式、電感反饋

22、式、電容反饋式三、三、LC正弦波振蕩電路分類：正弦波振蕩電路分類： 所用放大電路視振蕩頻率而定，可為所用放大電路視振蕩頻率而定，可為共共射極放大電路射極放大電路，也可以為，也可以為共基極放大電路共基極放大電路。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)互感線圈的同名端判別互感線圈的同名端判別1234磁棒磁棒初級(jí)線圈初級(jí)線圈次級(jí)線圈次級(jí)線圈同名端同名端1234+CLRuiLici反饋信號(hào)反饋信號(hào)通過(guò)互感通過(guò)互感線圈引出線圈引出第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)變壓器線圈同名端和異名端的相位關(guān)系變壓

23、器線圈同名端和異名端的相位關(guān)系若變壓器原副邊線圈通過(guò)兩端相連，另外兩端若若變壓器原副邊線圈通過(guò)兩端相連，另外兩端若為同名端則同相位，若為異名端則反相位。為同名端則同相位，若為異名端則反相位。若若b b和和d d相連，相連，a a和和c c為異為異名端則名端則a a和和c c反相位。反相位。若若b b和和d d相連，相連，a a和和c c為同為同名端則名端則a a和和c c同相位。同相位。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電感線圈各點(diǎn)的相位關(guān)系電感線圈各點(diǎn)的相位關(guān)系 若電感線圈的一端點(diǎn)接地（若電感線圈的一端點(diǎn)接地（a或或c），中間點(diǎn)），中間點(diǎn)

24、(b)和另一端點(diǎn)和另一端點(diǎn)(c或或a)同相位；若中間點(diǎn)同相位；若中間點(diǎn)(b)接地，則兩接地，則兩端點(diǎn)（端點(diǎn)（a和和c）反相位。）反相位。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)變壓器反饋式變壓器反饋式LC振蕩電路振蕩電路uf+放大電路放大電路選頻電路選頻電路正反饋網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)變壓器反饋式振蕩電路特性總結(jié)：變壓器反饋式振蕩電路特性總結(jié)： 易于產(chǎn)生振蕩，波形較好，應(yīng)用范圍易于產(chǎn)生振蕩，波形較好，應(yīng)用范圍廣泛，但由于其輸出電壓和反饋電壓靠磁廣泛，但由于其輸出電壓和

25、反饋電壓靠磁路耦合，耦合不緊密，損耗較大，并且振路耦合，耦合不緊密，損耗較大，并且振蕩頻率穩(wěn)定性不高。蕩頻率穩(wěn)定性不高。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)五、電感反饋式振蕩電路（電感三點(diǎn)式振蕩電路）五、電感反饋式振蕩電路（電感三點(diǎn)式振蕩電路）放大電路放大電路選頻電路選頻電路正反饋網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)uf反饋電壓取自反饋電壓取自L2第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電感反饋式振蕩電路特性總結(jié)：電感反饋式振蕩電路特性總結(jié)： 兩兩N1、N2線圈耦合緊密，振幅大，振蕩線圈耦合緊密，振幅大，振蕩頻率高，

26、且具有較寬的調(diào)節(jié)范圍，但其輸出頻率高，且具有較寬的調(diào)節(jié)范圍，但其輸出電壓波形中常含有高次諧波，因此常用在對(duì)電壓波形中常含有高次諧波，因此常用在對(duì)波形要求不高的設(shè)備之中。波形要求不高的設(shè)備之中。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)例：電路如圖所示，例：電路如圖所示，C Cb b為旁路電容，為旁路電容，C C1 1為耦合電容，對(duì)交流信為耦合電容，對(duì)交流信號(hào)均視為短路。為使電路可能產(chǎn)生正弦波振蕩，試說(shuō)明變壓器號(hào)均視為短路。為使電路可能產(chǎn)生正弦波振蕩，試說(shuō)明變壓器原邊線圈和副邊線圈的同名端。原邊線圈和副邊線圈的同名端。解：解：變壓器原邊線圈的下端變壓

27、器原邊線圈的下端和副邊線圈的上端為同和副邊線圈的上端為同名端；或者說(shuō)原邊線圈名端；或者說(shuō)原邊線圈的上端和副邊線圈的下的上端和副邊線圈的下端為同名端。端為同名端。輸入端輸入端輸出端輸出端反饋端反饋端+第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)六、六、 電容反饋式電容反饋式LCLC振蕩電路振蕩電路1、電容網(wǎng)絡(luò)各點(diǎn)的相位關(guān)系、電容網(wǎng)絡(luò)各點(diǎn)的相位關(guān)系 若一端點(diǎn)接地（若一端點(diǎn)接地（a或或c），中間點(diǎn)），中間點(diǎn)(b)和另一和另一端點(diǎn)端點(diǎn)(c或或a)同相位；若中間點(diǎn)同相位；若中間點(diǎn)(b)接地，則兩端接地，則兩端點(diǎn)（點(diǎn)（a和和c）反相位。）反相位。2、電路組成及工

28、作原理、電路組成及工作原理第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)放大電路放大電路正反饋網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)反饋電壓取自反饋電壓取自C2選頻電路選頻電路六、電容反饋式振蕩電路（電容三點(diǎn)式振蕩電路）六、電容反饋式振蕩電路（電容三點(diǎn)式振蕩電路）uf第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電容反饋式振蕩電路特性總結(jié)：電容反饋式振蕩電路特性總結(jié)：輸出電壓波形好，但實(shí)現(xiàn)對(duì)其振蕩頻率的調(diào)輸出電壓波形好，但實(shí)現(xiàn)對(duì)其振蕩頻率的調(diào)節(jié)較難，所以常用于固定振蕩頻率的場(chǎng)合。節(jié)較難，所以常用于固定振蕩頻率的場(chǎng)合。 第第8章章 波形

29、的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)七、石英晶體正弦波振蕩電路七、石英晶體正弦波振蕩電路石英晶體諧振器簡(jiǎn)稱石英晶體，具有非常穩(wěn)定的振蕩頻率。石英晶體諧振器簡(jiǎn)稱石英晶體，具有非常穩(wěn)定的振蕩頻率。1、石英晶體諧振器的結(jié)構(gòu)示意圖及符號(hào)、石英晶體諧振器的結(jié)構(gòu)示意圖及符號(hào)SiO2結(jié)晶體結(jié)晶體壓電效應(yīng)：壓電效應(yīng)：交變電場(chǎng)交變電場(chǎng)機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)交變電場(chǎng)交變電場(chǎng)機(jī)械振動(dòng)的固有頻率與晶片尺寸有關(guān)，穩(wěn)定性高機(jī)械振動(dòng)的固有頻率與晶片尺寸有關(guān)，穩(wěn)定性高當(dāng)交變電場(chǎng)頻率當(dāng)交變電場(chǎng)頻率 = 固有頻率時(shí)，振幅最大固有頻率時(shí)，振幅最大 壓電振蕩壓電振蕩2、 基本特性基本特性第第8章章 波形

30、的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)3、 石英晶體的等效電路石英晶體的等效電路等效電路等效電路靜態(tài)電容靜態(tài)電容機(jī)械振動(dòng)慣性等效機(jī)械振動(dòng)慣性等效晶片彈性等效晶片彈性等效晶片的摩擦損耗等效晶片的摩擦損耗等效第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)LCf 21s （1）R、L、C支路發(fā)生串支路發(fā)生串聯(lián)諧振聯(lián)諧振 石英晶體等效阻抗近似為純石英晶體等效阻抗近似為純阻性阻性4、 石英晶體的頻率特性石英晶體的頻率特性等效電路等效電路體又呈純阻性：產(chǎn)生并聯(lián)諧振，石英晶與支路呈感性、時(shí)，當(dāng)時(shí)，石英晶體呈容性；當(dāng)0,CCLRfff

31、fss第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)0p121CCLCf （2）并聯(lián)諧振（）并聯(lián)諧振（R、L、C支路與支路與C0）通常通常0CC 0s1CCf所以所以很很接接近近與與 psff第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（1） 并聯(lián)型石英晶體振蕩電路并聯(lián)型石英晶體振蕩電路5、石英晶體正弦波振蕩電路、石英晶體正弦波振蕩電路ufpff 0第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2、 串聯(lián)型石英晶體振蕩電路串聯(lián)型石英晶體振蕩電路共基放大電路共基放大電路

32、共集放大電路共集放大電路ufsff 0第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)8.2電壓比較器電壓比較器知識(shí)要點(diǎn)：知識(shí)要點(diǎn)：1、掌握電壓比較器的分類及其各類型的基本特征；、掌握電壓比較器的分類及其各類型的基本特征；2、掌握電壓比較器電壓傳輸特性圖的分析求解及其一般應(yīng)用。、掌握電壓比較器電壓傳輸特性圖的分析求解及其一般應(yīng)用。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)8.2.1 概述：概述：1、電壓比較器電壓比較器簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱比較器比較器，是一種用于比較輸入的模擬，是一種用于比較輸入的模擬信號(hào)與參考電壓大小的

33、電子電路。信號(hào)與參考電壓大小的電子電路。2、延伸功能：、延伸功能：實(shí)現(xiàn)波形的整形、模數(shù)轉(zhuǎn)換（實(shí)現(xiàn)波形的整形、模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）、越限報(bào)警等等。）、越限報(bào)警等等。3、基本特性是：、基本特性是：輸入為模擬信號(hào)輸入為模擬信號(hào)，輸出數(shù)字信號(hào)：輸出數(shù)字信號(hào)：輸出輸出端只有兩種可能結(jié)果：高電壓或低電壓（在數(shù)字電路中被端只有兩種可能結(jié)果：高電壓或低電壓（在數(shù)字電路中被分別稱之為高電平分別稱之為高電平“1”、低電平、低電平“0”數(shù)字信號(hào)）。數(shù)字信號(hào)）。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)4、電壓比較器、電壓比較器主要主要為集成運(yùn)放的為集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用電路

34、非線性應(yīng)用電路，即在此電路中，集成運(yùn)放即在此電路中，集成運(yùn)放大多數(shù)大多數(shù)工作在非線性區(qū)工作在非線性區(qū)（令集成運(yùn)放處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)或引入正反饋）。（令集成運(yùn)放處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)或引入正反饋）。 5、集成運(yùn)放視為理想化。、集成運(yùn)放視為理想化。6、對(duì)電壓比較器進(jìn)行特性分析的理論基礎(chǔ)是：理、對(duì)電壓比較器進(jìn)行特性分析的理論基礎(chǔ)是：理想集成運(yùn)放在非線性區(qū)對(duì)應(yīng)的特性。想集成運(yùn)放在非線性區(qū)對(duì)應(yīng)的特性。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)7、理想運(yùn)放在非線性區(qū)的特點(diǎn)：、理想運(yùn)放在非線性區(qū)的特點(diǎn)： （2）虛斷：）虛斷： 0 NPiiOMOUu NPuu OMOUu NPu

35、u （1）+UOM-UOM當(dāng)集成運(yùn)放的當(dāng)集成運(yùn)放的時(shí)，集成運(yùn)放輸出端的狀態(tài)將發(fā)生時(shí)，集成運(yùn)放輸出端的狀態(tài)將發(fā)生“跳變跳變”或或“躍變躍變”。NPuu 第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)8、電壓比較器的電壓傳輸特性：、電壓比較器的電壓傳輸特性：定義：電壓比較器的輸出電壓與輸入電壓之間對(duì)應(yīng)的函數(shù)定義：電壓比較器的輸出電壓與輸入電壓之間對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)圖形稱為：電壓傳輸特性曲線圖。關(guān)系。對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)圖形稱為：電壓傳輸特性曲線圖。9、分類、分類（根據(jù)所對(duì)應(yīng)的電壓傳輸特性圖特征的不同）根據(jù)所對(duì)應(yīng)的電壓傳輸特性圖特征的不同）：?jiǎn)蜗薇容^器、滯回比

36、較器、雙限比較器（窗口比較器）。單限比較器、滯回比較器、雙限比較器（窗口比較器）。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)10、轉(zhuǎn)折電壓：、轉(zhuǎn)折電壓：當(dāng)電路輸出狀態(tài)發(fā)生跳變時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸入電壓取值，當(dāng)電路輸出狀態(tài)發(fā)生跳變時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸入電壓取值，被稱為：被稱為：“閾值電壓閾值電壓”或或“門坎電壓門坎電壓”或或“轉(zhuǎn)折電壓轉(zhuǎn)折電壓”，記為記為“UT”。電壓比較器輸出端狀態(tài)：高電平用電壓比較器輸出端狀態(tài)：高電平用“UOH”表示；低電表示；低電平用平用“UOL”表示。表示。（電壓比較器電路的輸出端不一定就是電路中集成運(yùn)放（電壓比較器電路的輸出端不一定就是

37、電路中集成運(yùn)放的輸出端）。的輸出端）。11、繪制電壓傳輸特性圖的、繪制電壓傳輸特性圖的三要素：三要素：（1）輸出電壓高、低電平對(duì)應(yīng)取值；）輸出電壓高、低電平對(duì)應(yīng)取值；（2）轉(zhuǎn)折電壓取值；）轉(zhuǎn)折電壓取值；（3）輸出電壓高、低電平跳變方向。）輸出電壓高、低電平跳變方向。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)8.2.2 單限比較器單限比較器一、基本特征：一、基本特征：只有一個(gè)只有一個(gè)UT（只在（只在Ui=UT時(shí)，電路的時(shí)，電路的UO狀態(tài)跳變）。狀態(tài)跳變）。二、分類二、分類（根據(jù)（根據(jù)UT=0？）：？）：過(guò)零比較器過(guò)零比較器、一般單限比較器一般單限比較

38、器第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)三、過(guò)零比較器三、過(guò)零比較器1、特征：當(dāng)、特征：當(dāng)Ui=UT=0時(shí)，電路的時(shí)，電路的UO狀態(tài)跳變。狀態(tài)跳變。2、結(jié)構(gòu)舉例與電壓傳輸特性分析：、結(jié)構(gòu)舉例與電壓傳輸特性分析：第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（1）明確）明確UT取值：取值：由結(jié)構(gòu)知：由結(jié)構(gòu)知：uN=ui；uP=0;當(dāng)當(dāng)uN=uP時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)所對(duì)應(yīng)的ui取值即為取值即為UT ，UT=0。特性分析：特性分析：（2）當(dāng)）當(dāng)ui0uN0 uNuP，uo=UOL =-UOM 。思考：思考：將將ui引

39、至同相引至同相輸入端，所對(duì)應(yīng)電輸入端，所對(duì)應(yīng)電壓傳輸特性圖？壓傳輸特性圖？uNuP第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)3、輸入端限壓保護(hù)：、輸入端限壓保護(hù)：避免避免uiUIdmax4、輸出端限幅穩(wěn)壓處理：、輸出端限幅穩(wěn)壓處理：第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)四、一般單限比較器四、一般單限比較器1、特征：、特征：UT0（UT由參考電壓由參考電壓UREF和電路中的電阻共同確定。）和電路中的電阻共同確定。）

40、第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)INuRRRu2111 uN1uN2REFNURRRu2122 REFINNNURRRuRRRuuu21221121 2、電壓傳輸特性分析：、電壓傳輸特性分析：（1）求）求UT第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（2）分析電壓傳輸特性：）分析電壓傳輸特性：當(dāng)當(dāng)uiUTuNUT uNuP, uo=-UOM， uo=UOL=-UZ。當(dāng)當(dāng)ui=UT uN=uP,uo由由UOH跳變?yōu)樘優(yōu)閁OL;（3）畫電壓傳輸特性圖）畫電壓傳輸特性圖假設(shè)假設(shè)UREF0：令令uN

41、=uP=0，則求取的，則求取的ui即為即為UT：REFTURRU12 第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)3、單限比較器的應(yīng)用：、單限比較器的應(yīng)用：（1）能夠檢測(cè)）能夠檢測(cè)ui是否達(dá)到某一給定電壓值，例如可是否達(dá)到某一給定電壓值，例如可實(shí)現(xiàn)越限報(bào)警；實(shí)現(xiàn)越限報(bào)警；（2）具有波形轉(zhuǎn)換功能：例可將三角波轉(zhuǎn)換為方波）具有波形轉(zhuǎn)換功能：例可將三角波轉(zhuǎn)換為方波（矩形波）。（矩形波）。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)uiuo1OUTOt +UZ UZuo2uitOUTOuo1t +UZ UZt1t2

42、 uiuo2OUT應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)4、一般單限比較器的特點(diǎn)：、一般單限比較器的特點(diǎn)：電路構(gòu)成簡(jiǎn)單，靈敏度高，但抗干擾能力差。電路構(gòu)成簡(jiǎn)單，靈敏度高，但抗干擾能力差。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)五、電壓比較器電路特性分析思路總結(jié)（五、電壓比較器電路特性分析思路總結(jié)（P427）：）：1、根據(jù)電路輸出端限幅電路的有無(wú)，確定、根據(jù)電路輸出端限幅電路的有無(wú)，確定UOH和和UOL的取值為的取值為UOM還是還是UZ；2、確定、確定uP與與uN分別對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，并

43、令分別對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，并令uN=uP，此時(shí)此時(shí)ui對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的取值，即為取值，即為UT；3、確定、確定uO在在uN=uP時(shí)的跳變方向，這取決于時(shí)的跳變方向，這取決于ui從集成運(yùn)放的從集成運(yùn)放的哪個(gè)輸入端引入：哪個(gè)輸入端引入：如果如果ui從反相輸入端輸入，當(dāng)從反相輸入端輸入，當(dāng)uiUT時(shí)，時(shí)， uO= UOL；如果如果ui從同相輸入端輸入，當(dāng)從同相輸入端輸入，當(dāng)uiUT時(shí)，時(shí)， uO= UOH。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)8.2.3 滯回比較器滯回比較器（施密特觸發(fā)器）（施密特觸發(fā)器）（遲滯比較器）（遲滯比較器）1、特征：、特征：有兩個(gè)轉(zhuǎn)

44、折電壓，有兩個(gè)轉(zhuǎn)折電壓，Uo由由UOH跳變?yōu)樘優(yōu)閁OL，與，與由由UOL跳變?yōu)樘優(yōu)閁OH，分別對(duì)應(yīng)于不同的轉(zhuǎn)折，分別對(duì)應(yīng)于不同的轉(zhuǎn)折電壓值，從而令電路的電壓傳輸特性表現(xiàn)出電壓值，從而令電路的電壓傳輸特性表現(xiàn)出“滯回特性滯回特性”，通俗的講為，通俗的講為“慣性慣性”。允許允許ui可在可在UT取值附近波動(dòng)，而電路輸出狀態(tài)會(huì)保持原狀取值附近波動(dòng)，而電路輸出狀態(tài)會(huì)保持原狀態(tài)不變，這在一定程度上提高了電路的抗干擾能力。態(tài)不變，這在一定程度上提高了電路的抗干擾能力。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2、電路結(jié)構(gòu)舉例與電壓傳輸特性分析：、電路結(jié)構(gòu)舉例

45、與電壓傳輸特性分析：(1)電路引入正反饋，輸出端加限幅電路：電路引入正反饋，輸出端加限幅電路：uo=UZ。uNuP反相滯回比較器反相滯回比較器第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)OPuRRRu211ZOUuINuu OTuRRRU211(2)閾值電壓閾值電壓當(dāng)當(dāng)ZOUu時(shí)：時(shí)：ZTURRRU211ZTURRRU211ZOUu當(dāng)當(dāng)時(shí)：時(shí)：uNuPuNuPuNuP第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(3)傳輸特性曲線傳輸特性曲線ZTURRRU211ZTURRRU211+UZ-UZUT+UT-正向

46、過(guò)程：正向過(guò)程： （uI從小到大的過(guò)程）從小到大的過(guò)程）設(shè)設(shè)uI足夠小足夠小，),min(TTIUUuPNuuZOUu跳變點(diǎn)為跳變點(diǎn)為：UT+TIUuZOUuuNuPuNuPuNuPuNuP第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(3)傳輸特性曲線傳輸特性曲線+UZ-UZUT+UT-反向過(guò)程：反向過(guò)程： （uI從大到小的過(guò)程）從大到小的過(guò)程）設(shè)設(shè)uI足夠大足夠大，),max(TTIUUuPNuuZOUu跳變點(diǎn)為跳變點(diǎn)為：UT-TIUuZOUuuNuPuNuP第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)3

47、、兩種滯回比較器的比較兩種滯回比較器的比較+UZ-UZUT-UT+UZ-UZUT+UT-反反相相輸輸入入滯滯回回比比較較器器同同相相輸輸入入滯滯回回比比較較器器第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ))(211212ZREFPURRRURRRu 加參考電壓的滯回比較器：加參考電壓的滯回比較器：uNuPINuu ZREFTURRRURRRU2112121 ZREFTURRRURRRU2112122 第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)例例1 電路如圖所示，已知電路如圖所示，已知R1=50k， R2

48、=100k，穩(wěn)壓管的穩(wěn)，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓定電壓 UZ= 9V,輸入電壓輸入電壓uI的波形如圖所示的波形如圖所示,試畫出試畫出uO波形。波形。解：解： 輸出高電平和低電平分別為輸出高電平和低電平分別為 UZ= 9V,閾值電壓閾值電壓VVURRRUZT3)9(1005050)(211第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)OuI+UT-UTOuOUOHUOLOuI+UT-UTOuOUOHUOL滯回電壓比較器滯回電壓比較器整形整形、波形變換波形變換應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例

49、：第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)8.2.4 窗口比較器（雙限比較器）窗口比較器（雙限比較器）功能：功能：檢測(cè)某一模擬電壓信號(hào)是否處于兩個(gè)給定的電壓值之間。檢測(cè)某一模擬電壓信號(hào)是否處于兩個(gè)給定的電壓值之間。1、特征：、特征：具有兩個(gè)轉(zhuǎn)折電壓具有兩個(gè)轉(zhuǎn)折電壓URL、URH（URLURH時(shí)，必有時(shí)，必有uiURL，則，則uo1=+UOM，uo2=-UOM，D1導(dǎo)導(dǎo)通，通，D2截止，截止，uo=+UZ;（2）當(dāng)）當(dāng)uiURL時(shí)，必有時(shí)，必有uiURH，則，則uo1=-UOM，uo2=+UOM，D2導(dǎo)導(dǎo)通，通，D1截止，截止，uo=+UZ;（3）當(dāng)）當(dāng)URLuiURH時(shí)，則時(shí)，則uo1=-UOM，uo2=-UOM，D1，D2均截止，均截止，uo=0。第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模擬電