模擬電子線路大連理工第九章

1、 第九章信號處理與信號產(chǎn)生電路9.1 基本線性運放電路 9.2 同相輸入和反相輸入放大電路的其他應(yīng)用9.3 模擬乘法器及應(yīng)用9.4 有源濾波電路9.5 正弦波振蕩電路的振蕩條件9.6 RC正弦波振蕩電路9.7 LC正弦波振蕩電路9.8 非正弦信號產(chǎn)生電路第九章第九章 信號處理與信號產(chǎn)生電路信號處理與信號產(chǎn)生電路據(jù)虛斷: I i 0，則Ii If ; 且V+0 9.1 基本線性運放電路9.1.1反相放大電路 虛地據(jù)虛短， V- V+ 0電壓增益:1i=RVIiffo=R-IVfiR-Iio=VVAVf1fRR- -+ +VoRRfR1IfIiIiAVi+ +- -+ +- - 據(jù)虛斷， V+ =

2、 Vi 據(jù)虛短， V- V+ =Vi 9.1.2 同相放大電路 f11o=RRRVV電壓增益:io=VVAVf1f1RRiV+ +- -VoRRfR1AVi+ +- -+ +- -分析分析 1）“虛短虛短”+ “虛斷虛斷”；方法：方法：2）疊加定理疊加定理1ffvioRR1A)v(vv1fvRRAf特例特例：1Avf1Avf反號器反號器同號器同號器- -+ +VoRRfR1IfIiIiAVi+ +- -+ +- -+ +- -VoRRfR1AVi+ +- -+ +- - -+ +voRRfR2Avi2R1RLvi11 1、反相加法器、反相加法器9.2.1 9.2.1 求和電路求和電路)vRRv

3、RR(vi22fi11foov2ii1fiii2i21i1foRvRvRv方法一： ：“虛短虛短”+ “虛斷虛斷”方法二： ：疊加定理疊加定理i11fvRRi22fvRRf21RRRR 9.2 同相輸入和反相輸入放大電路的其他應(yīng)用調(diào)節(jié)反相加法電路的某一路信號的輸入電阻，不影響輸入電壓和輸出電壓的比例關(guān)系，調(diào)節(jié)方便。調(diào)節(jié)反相加法電路的某一路信號的輸入電阻，不影響輸入電壓和輸出電壓的比例關(guān)系，調(diào)節(jié)方便。ii1ii2if2 2、同相加法器、同相加法器推導略！推導略！- -+ +voRRfR2Avi2RRLvi1R19.2.2 9.2.2 求差電路求差電路1 1、利用加法器、利用加法器vi2-vi1

4、=)vRRvRR(vi22fi11foi11fi22fi22fi11fovRRvRR)v(RRvRR(v反號器（反號器（-1）vi2+(-vi1)- -+ +R/2RRAvi2- -+ +voRRfR2AR1RLvi1vi2疊加定理疊加定理 Vi1作用i11fovRRv Vi2作用i21fov2RRR)RR1 (v 綜合：綜合：i21fi11fov2RRR)RR1 (vRRv)vv(RR)vv(RRvi1i21fi2i11fo21fRRRR若2.差動減法電路- -+ +voRRfR2AR1RLvi1儀用放大器儀用放大器(儀表放大器、測量放大器、三運放電路）儀表放大器、測量放大器、三運放電路）v

5、4+A1A2R2R2R1v1v2v3ab+voR3R3A3R4R4+虛短：虛短：虛斷：虛斷：v4+A1A2R2R2R1v1v2v3ab+1vva2vvbiR11Ri1Rvvba21432RRvv)(21 (1243bavvRRvv三運放電路是差動放大器，三運放電路是差動放大器，放大倍數(shù)可變。放大倍數(shù)可變。由于輸入均在同相端，此電由于輸入均在同相端，此電路共模抑制比高，輸入電阻路共模抑制比高，輸入電阻高。高。v3voR3R3A3R4R4+v4ov)(4334vvRR)(21 (211234vvRRRR21vvvAvo)21 (1234RRRR例：例：由數(shù)據(jù)放大器組成的溫度測量電路。由數(shù)據(jù)放大器組

6、成的溫度測量電路。Vcc=+5VRRRRtviRt ：熱敏電阻：熱敏電阻集成化集成化:儀表放大器儀表放大器voR1R1R2R2RRRW+ +- -A1+ +- -A2+ +- -A31. 它們都引入電壓負反饋，因此輸出電阻都比較小它們都引入電壓負反饋，因此輸出電阻都比較小 。2. 關(guān)于輸入電阻：反相輸入的輸入電阻小，同相輸入的輸入電阻高。關(guān)于輸入電阻：反相輸入的輸入電阻小，同相輸入的輸入電阻高。3. 同相輸入的共模電壓高，反相輸入的共模電壓小。同相輸入的共模電壓高，反相輸入的共模電壓小。比例運算電路與加減運算電路小結(jié)比例運算電路與加減運算電路小結(jié)Rvii 虛地tiCvvd1CCOtRCVtvR

7、CvIiOd11.1.積分電路積分電路t dvRC1i例：Vi是階躍直流電壓VI時電容初始電壓:d10i0CCovtvRCvv9.2.3 9.2.3 積分電路和微分電路積分電路和微分電路- -+ +voCRiCiAvi+ +- -vcRiRivCRO t dvdRCCt dvdRCI2.2.微分電路微分電路- -+ +voCRiCiRAvi+ +- -vc3.3.對數(shù)和反對數(shù)電路對數(shù)和反對數(shù)電路 1、對數(shù)電路 i1iD工作原理voviRPRDRviiiD1oDvvTDTDVvsVvsDeIeIi) 1(TDVvsieIRvTDSiVvRIvlnSiTDoRIvVvvln設(shè)vi0，D導通，則有缺

8、點：（1）因VT和IS是溫度的函數(shù)，故運算精度受溫度的影響。（2）小信號時 與1相差不多，因而誤差大。（3）大電流時，伏安特性與PN結(jié)方程差別大，故上式只在小電流時成立。TDVve1、對數(shù)電路 i1iD改進措施： uouiRPRD（1）以三極管代替二極管，以獲得較大的工作范圍。 SCTBEVvsVvsECIiVveIeIIiTBETBEln) 1(RviiiC1SiToRIvVvlnmv26BEv時BEovv而voviRPRi1iC注意：vI必須大于零，電路的輸出電壓小于0.7伏2、指數(shù)運算電路 vivoRPRDifi1RvieIiofVvSDTiTiVvSoeRIv此電路也存在溫度影響的問題

9、。vivoRPRifiC具有溫度補償?shù)膶?shù)運算器uiR1RpA1A2uoV1V2i1IRR UCCR3R2對管RTAA1uo Kui1 ui2ui1“對數(shù)”“對數(shù)”“相加器”“反對數(shù)”(a)ui2A2A3A4A1uo Kui1“對數(shù)”“對數(shù)”“相減器”“反對數(shù)”(b)ui2A2A3A4ui1ui2RRRRRRRRR乘法器和除法器 (a)乘法器；(b)除法器綜合運算電路綜合運算電路 加減法運算器反對數(shù)運算器vo 對數(shù)運算器vi3lnvi3 對數(shù)運算器vi2lnvi2 對數(shù)運算器vi1lnvi1 同相運算器mlnvi1 反相運算器-nlnvi2321321lnlnlnlninimiiiivvvvv

10、nvm321inimivvv功能功能: 乘、除、開方、乘方等乘、除、開方、乘方等;應(yīng)用應(yīng)用: 模擬運算、通信模擬運算、通信(如調(diào)幅如調(diào)幅)、測控系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、 電氣測量和醫(yī)療儀器等許多領(lǐng)域。電氣測量和醫(yī)療儀器等許多領(lǐng)域。9.3 模擬乘法器及應(yīng)用概 述功能：實現(xiàn)兩個模擬量相乘YX O=vKvv 其中K為比例因子，量綱:V-1符號符號：vovXKxyvYvovXKvY9.3.1 基本原理1. 對數(shù)反對數(shù)型 實 現(xiàn) 框 圖)vlnv(lnvvlnyxyxyxeevv 9.3.2 乘法器應(yīng)用1.乘積和乘方運算電路2.除法運算電路3.開平方運算電路4.開立方運算電路 (1) (1) 相乘運算相乘運算模

11、擬相乘器立方運算電路 (2) 平方和立方運算平方運算電路1.乘法運算電路vovXKvYvo=KvI2vIKvo=K2vI3KvIK據(jù)據(jù)虛斷虛斷21ii 2O111RvRv2O1OvKvv2112OvvKRRv如果令K= R2 / R1則21Ovvv工作（負反饋）條件？112O1vRRv02v2.除法運算電路vo1v2- -+ +voR1i1Av1i2R2K)(1112OvRRKvv1為負值！2OO1Kvv負反饋條件？112O1vRRv3.開平方運算電路vo1- -+ +voR1i1Av1i2R2K2OO1Kvvx12O2vRRv3X212O=vKRRv3O2OO1O2=vKvKvv4.開立方運

12、算電路vo2v02- -+ +voR1AvxR2KK一、基本概念及初步定義基本概念及初步定義二、二、一階有源濾波電路一階有源濾波電路 高通濾波高通濾波 低通濾波低通濾波 基本概念基本概念 分類分類三、三、 二階有源濾波電路二階有源濾波電路 高通濾波高通濾波 低通濾波低通濾波 帶通濾波帶通濾波 帶阻濾波帶阻濾波 帶阻濾波帶阻濾波 帶通濾波帶通濾波9.4 有源濾波電路有源濾波電路9.4.1基本概念及初步定義基本概念及初步定義1. 基本概念)()()(iosVsVsA 濾波器：是一種能使有用頻率信號通過而同時抑制或衰減無濾波器：是一種能使有用頻率信號通過而同時抑制或衰減無 用頻率信號得電子裝置。用頻

13、率信號得電子裝置。有源濾波器：由有源器件構(gòu)成的濾波器。有源濾波器：由有源器件構(gòu)成的濾波器。)(Itv)(Otv濾波電路濾波電路傳遞函數(shù)定義濾波電路傳遞函數(shù)定義時，有時，有 j s)(je)j ()j ( AA)()j ( A其中其中)j ( A)( 模，幅頻響應(yīng)模，幅頻響應(yīng) 相位角，相頻響應(yīng)相位角，相頻響應(yīng)時延響應(yīng)為時延響應(yīng)為)( d)(d)(s 2. 分類按幅頻特性分 低通（LPF）用于工作信號為低頻（或直流），并且需要削弱高次諧波或頻率較高的用于工作信號為低頻（或直流），并且需要削弱高次諧波或頻率較高的干擾和噪聲等場合干擾和噪聲等場合整流后濾波。整流后濾波。 高通（HPF）用于信號處于高頻

14、，并且需要削弱低頻的場合用于信號處于高頻，并且需要削弱低頻的場合阻容放大器的耦合。阻容放大器的耦合。 帶通（BPF）用于突出有用頻段的信號，削弱其它頻段的信號或干擾和噪聲用于突出有用頻段的信號，削弱其它頻段的信號或干擾和噪聲載載波通信。波通信。 帶阻（BEF）用于抑制干擾。用于抑制干擾。 全通（APF）通阻通Av阻通Av通阻Av阻阻通Av3、無源濾波電路和有源濾波電路無源濾波電路：由無源元件由無源元件R R、L L、C C組成的濾波電路。組成的濾波電路。有源濾波電路：由晶體管和由晶體管和R R、C C網(wǎng)絡(luò)組成的濾波電路。網(wǎng)絡(luò)組成的濾波電路。 RviRLCvoviRLCLvo4、由集成運放（工作

15、在線性區(qū)）和RC網(wǎng)絡(luò)組成的有源濾波電路的優(yōu)點：（1）體積小，重量輕，不需要加磁屏蔽。）體積小，重量輕，不需要加磁屏蔽。（2）電路中的集成運放可以加串聯(lián)負反饋，使）電路中的集成運放可以加串聯(lián)負反饋，使Ri高，高，Ro低。低。（3）除起有源濾波作用外，還可以放大，而且放大倍數(shù)容易調(diào)節(jié)。）除起有源濾波作用外，還可以放大，而且放大倍數(shù)容易調(diào)節(jié)。 1、一階RC有源濾波電路二、二、低通濾波器低通濾波器 RviCvo最簡單的濾波電路 缺點：帶負載的能力差，例如 R=27k，RL=3k，對于直流而言，vo只有vi的十分之一，而當RL斷開時，vo=vi， 0111111jRCjCjRCjvvioiuu0RC10

16、其中當為了提高帶負載的能力，可以減小R，提高C，但這不現(xiàn)實，此時可以加電壓跟隨器，以提高帶負載的能力。n01)( sAsA 傳遞函數(shù)2n0)(1)j ( AA其中特征角頻率1f01RRA RC1n 故，幅頻相應(yīng)為1、一階RC有源濾波電路9.4.2 一階有源濾波電路一階有源濾波電路+ +- -+ +voCRfRAvI+ +- - -RLvP(a) 具有電壓跟隨器的低通濾波電路具有電壓跟隨器的低通濾波電路+ +- -+ +voCRfRAvI+ +- - -RLvP(b) 帶同相比例放大電路的低通濾波電路帶同相比例放大電路的低通濾波電路R12. 高通濾波電路 可由低通和高通串聯(lián)得到1111CR 必須

17、滿足3. 帶通濾波電路A0A2A1A0阻帶阻帶通帶通帶阻帶阻帶通帶通帶OO 1 2 AA0O 2 1通帶通帶阻帶阻帶阻帶阻帶低通特征角頻率2221CR 高通特征角頻率12 vovIR- -+ +AC- -+ +voC1R1A1vIR2- -+ +A2C24. 帶阻濾波電路 可由低通和高通并聯(lián)得到必須滿足12 A0A2A1A0阻帶阻帶通帶通帶阻帶阻帶通帶通帶OO 1 2 AA0O 1 2通帶通帶阻帶阻帶通帶通帶 一階有源濾波電路通帶外衰減速率慢（-20dB/十倍頻程），與理想情況相差較遠。一般用在對濾波要求不高的場合。vI- -+ +- -+ +C1R1- -+ +voRRRC2R29.4.3

18、二階二階有源濾波電路有源濾波電路1. 壓控電壓源低通濾波電路1fF/1RRAV )()(PoFsVsVAV 壓控電壓源電路（VCVS）)(/1/1)(APsVsCRsCsV 對于濾波電路，有RsVsV)()(Ai sCsVsV/1)()(oA 0)()(PA RsVsV得濾波電路傳遞函數(shù))()()(iosVsVsA 2FF)()-(31sCRsCRAAVV （二階）vI- -+ +voRfR1同相比例放大電同相比例放大電路路vPCRCRvAA1. 壓控電壓源低通濾波電路F0VAA RC1n 令稱為通帶增益)()()(iosVsVsA 2FF)()-(31sCRsCRAAVV F31VAQ 稱為

19、特征角頻率稱為等效品質(zhì)因數(shù)則2nn22n0)( sQsAsA濾波電路才能穩(wěn)定工作時時，即即當當 3 03 FF VVAA注意：用 代入，可得傳遞函數(shù)的頻率響應(yīng)： j s1. 壓控電壓源低通濾波電路2n22n0)()(11lg20)j (lg20QAA 歸一化的幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)2nn)(1arctg)( Q1. 壓控電壓源低通濾波電路歸一化的幅頻響應(yīng)波特圖2. 壓控電壓源高通濾波電路 將低通電路中的電容和電阻對換，便成為高通電路。傳遞函數(shù)2nn220)( sQssAsA2n22n0)(1)(1lg20)j (lg20QAA 歸一化的幅頻響應(yīng)濾波電路才能穩(wěn)時時， 3 F VA定工作vI- -+ +

20、voRfR1同相比例放大同相比例放大電路電路vPCRCRvA3. 壓控電壓源帶通濾波電路可由低通和高通串聯(lián)得到vI- -+ +voRfR1CR3=2RC1=CRR2=R3. 壓控電壓源帶通濾波電路令傳遞函數(shù)2FF)()-(31)(sCRsCRAsCRAsAVV FF0-3VVAAA RC10 F31VAQ 得20000)(1)( sQsQsAsA vI- -+ +voRfR1CR3=2RC1=CRR2=R4. 雙T帶阻濾波電路雙T選頻網(wǎng)絡(luò)R- -+ +vfRvi+ +- -CCR/22C(a) 電路電路- -+ +vfZ1vi+ +- -R/22C2CR/2Z2Z3(b) 等效電路等效電路4.

21、 雙T帶阻濾波電路頻率響應(yīng)R- -+ +vfRvi+ +- -CCR/22C4. 雙T帶阻濾波電路雙T帶阻濾波電路RvpRvICCR/22C+ +- -voRaRbRb= (AVF - 1)Ra改成正反饋改成正反饋只有正反饋電路才能產(chǎn)生自激振蕩。只有正反饋電路才能產(chǎn)生自激振蕩。9.5 正弦波振蕩電路的振蕩條件正弦波振蕩電路的振蕩條件基本放大基本放大電路電路Ao反饋電路反饋電路FiX+ oXfXiX fiiXXX如果：如果：,ifXX則去掉則去掉,iX仍有信號輸出。仍有信號輸出。反饋信號代替了放大反饋信號代替了放大電路的輸入信號。電路的輸入信號?；痉糯蠡痉糯箅娐冯娐稟o反饋電路反饋電路FiX

22、+ +oXfXiX 基本放大基本放大電路電路Ao反饋電路反饋電路FoXfXiX 自激振蕩條件的推導自激振蕩條件的推導基本放大基本放大電路電路Ao反饋電路反饋電路FiX+ +oXfXiX fiiofiooXXXXFXXAXFAAXXAooioF1FAo=1自激振蕩的條件自激振蕩的條件基本放大基本放大電路電路Ao反饋電路反饋電路FoXfXiX offiXFXXX,ooiooXFAXAX如果：如果：(1) 正反饋足夠強正反饋足夠強,輸入信號為輸入信號為 0 時仍有信號輸出，這就是產(chǎn)生了自激振時仍有信號輸出，這就是產(chǎn)生了自激振蕩。蕩。(2) 要獲得非正弦自激振蕩要獲得非正弦自激振蕩,反饋回路中必須有反

23、饋回路中必須有RC積分電路。例如：方波積分電路。例如：方波發(fā)生器、三角波發(fā)生器、鋸齒波發(fā)生器等。發(fā)生器、三角波發(fā)生器、鋸齒波發(fā)生器等。)()(FA、(3) 要獲得正弦自激振蕩要獲得正弦自激振蕩,反饋回路中必須有選頻電路。所以將放大倍數(shù)和反饋回路中必須有選頻電路。所以將放大倍數(shù)和反饋系數(shù)寫成：反饋系數(shù)寫成：FAAAooF101FAoFA則自激振蕩的條件：自激振蕩的條件：1)()(FA因為：因為：AAA|)(FFF|)(所以，自激振蕩條件也可以寫成：所以，自激振蕩條件也可以寫成：（1）振幅條件：）振幅條件：1|AF（2）相位條件：）相位條件：nFA2n是整數(shù)是整數(shù)相位條件相位條件意味著振蕩電路必須

24、是正反饋；意味著振蕩電路必須是正反饋；振幅條件振幅條件可以通過調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)達到?？梢酝ㄟ^調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)達到。問題問題1：如何啟振？如何啟振？Vo 是振蕩器的電壓輸出幅度，是振蕩器的電壓輸出幅度，B是要求輸出的幅度。起振時是要求輸出的幅度。起振時Vo=0，達到穩(wěn)，達到穩(wěn)定振蕩時定振蕩時Vo=B。放大電路中存在噪聲即瞬態(tài)擾動，這些擾動可分解為各種頻率的分量，其放大電路中存在噪聲即瞬態(tài)擾動，這些擾動可分解為各種頻率的分量，其中也包括有中也包括有fo分量。分量。選頻網(wǎng)絡(luò)：選頻網(wǎng)絡(luò)：把把fo分量選出，把其他頻率的分量衰減掉。這時，只要：分量選出，把其他頻率的分量衰減掉。這時，只要：|A

25、F|1，且，且 A+ B =2n ，即可起振。，即可起振。問題問題2：如何穩(wěn)幅？如何穩(wěn)幅？起振后，輸出將逐漸增大，若不采取穩(wěn)幅，這時若起振后，輸出將逐漸增大，若不采取穩(wěn)幅，這時若|AF|仍大于仍大于1，則輸出，則輸出將會飽和失真。將會飽和失真。達到需要的幅值后，將參數(shù)調(diào)整為達到需要的幅值后，將參數(shù)調(diào)整為AF=1，即可穩(wěn)幅。，即可穩(wěn)幅。具體方法將在后面具體電路中介紹。具體方法將在后面具體電路中介紹。起振并能穩(wěn)定振蕩的條件：起振并能穩(wěn)定振蕩的條件：111AFBVAFBVAFBVooo時，時，時，RC網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng) RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的電路如圖所示。RC串聯(lián)臂的阻抗用Z1表示，RC并聯(lián)臂的阻抗用Z2表示

26、。其頻率響應(yīng)如下:)j/1 (111CRZ222222j1 )j/1/(CRRCRZRC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)- -+ +vfZ1vo+ +- -C2R1Z2C1R21)122C1RCR1j()1(2121CRCRR/j+)Cj/1(2122221112RCCRCRRR)j1()Cj/1(222112RCRRR諧振頻率為: f0=212121CCRRRC10當R1 = R2，C1 = C2時，諧振角頻率和諧振頻率分別為:RCf210)j1/(+)Cj/1()j1/(22211222212CRRRCRRZZZofVVF- -+ +vfZ1vo+ +- -C2R1Z2C1R2幅頻特性:相頻特性:F 當 f=f

27、0 時的反饋系數(shù) ,且與頻率f0的大小無關(guān)。此時的相角 F=0。即改變頻率不會影響反饋系數(shù)和相角，在調(diào)節(jié)諧振頻率的過程中，不會停振，也不會使輸出幅度改變。31F20022122121221)(31)1()1 (1CRCRCCRR3arctg11arctg0012211221FCCRRCRCRRC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性曲線9.6 RC正弦波正弦波振蕩電路振蕩電路用用RC 電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩電路即所謂的電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩電路即所謂的 RC振蕩電路，可選用的振蕩電路，可選用的 RC 選選頻網(wǎng)絡(luò)有多種，這里只介紹頻網(wǎng)絡(luò)有多種，這里只介紹文氏橋選頻電路文氏橋選頻電路。1 1、選頻電路、選頻電路R1

28、C1R2C2iVoV1221212CRfCRfoo時，相移為時，相移為0 0。)1()1(112211221CRCRjCCRRVVioR1C1R2C2iVoV212121CCRRfo如果：如果：R1=R2=R，C1=C2=C，則：，則：RCfo21)(31ffffarctgoo傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)：相頻特性：相頻特性：幅頻特性：幅頻特性：fo+90 90 f0f31ioVV)(31ffffjVVooio22)(31ffffVVooio2 2、用運放組成的、用運放組成的RCRC振蕩器振蕩器0A所以，要滿足相位條件，只有所以，要滿足相位條件，只有在在 fo 處處0F因為：因為：1AF122RR vo

29、R2RCRCR1121RRA31112FRRA- -+ +能自行啟動的電路（能自行啟動的電路（1 1）votRtA半導體半導體熱敏電阻熱敏電阻起振時，起振時，RT略大于略大于2R1，使，使|AF|1，以便起振；以便起振；RTRCRCR1t vo起振后，起振后，vo逐漸增大則逐漸增大則RT逐漸減小，逐漸減小，使得輸出使得輸出vo為某值時，為某值時，|AF|=1，從而，從而穩(wěn)幅。穩(wěn)幅。- -+ +能自行啟動的電路（能自行啟動的電路（2 2）R22為一小電阻，使為一小電阻，使(R21+R22)略大于略大于2R1，|AF|1，以便起振；，以便起振；R21RCCR1R22D1D2隨著隨著vo的增加，的增

30、加，R22逐漸被短接，逐漸被短接，A自動下降到使自動下降到使|AF|=1，使得輸，使得輸出出vo穩(wěn)定在某值。穩(wěn)定在某值。- -+ +voRFvoRCCRKKR1R1R2R2R3R3輸出頻率的調(diào)整：輸出頻率的調(diào)整：RCfo21通過調(diào)整通過調(diào)整R或或/和和C來調(diào)整來調(diào)整頻率。頻率。C：雙聯(lián)可調(diào)電容，改變：雙聯(lián)可調(diào)電容，改變C，用于細調(diào)振蕩頻，用于細調(diào)振蕩頻率。率。K：雙聯(lián)波段開關(guān)，切換：雙聯(lián)波段開關(guān)，切換R，用于粗調(diào)振蕩頻，用于粗調(diào)振蕩頻率。率。- -+ +電子琴的振蕩電路電路：電子琴的振蕩電路電路：2121RRCfoRF1voR1CCRD1D1RF2R28R27R26R25R24R23R22R2

31、1- -+ +三、用分立元件組成的三、用分立元件組成的RC振蕩器振蕩器RCRC+VCCR1C2C3R3R2RE2C1RC2T1RE1CET2RC1RF+vbe RC網(wǎng)絡(luò)正反饋，網(wǎng)絡(luò)正反饋，RF、RE1組成負反饋，調(diào)整到合適的參數(shù)則可產(chǎn)生振蕩。負反饋使電組成負反饋，調(diào)整到合適的參數(shù)則可產(chǎn)生振蕩。負反饋使電路工作穩(wěn)定。路工作穩(wěn)定。IRC移相式振蕩器移相式振蕩器1、電路組成Rb1 R R R C C C Rb2 Re Ce+VCC實際電路C C CR R Rvf=vivi voRb交流通道2、RC移相網(wǎng)絡(luò)的特性相位圖（電容兩端的電壓落后電流90o）CRvovi原理圖oViVCV9.7 9.7 LCL

32、C正弦波正弦波振蕩電路振蕩電路LC 振蕩電路的選頻電路由電感和電容構(gòu)成，可以產(chǎn)生高頻振蕩。由振蕩電路的選頻電路由電感和電容構(gòu)成，可以產(chǎn)生高頻振蕩。由于高頻運放價格較高，所以一般用分離元件組成放大電路。本節(jié)只對于高頻運放價格較高，所以一般用分離元件組成放大電路。本節(jié)只對 LC振振蕩電路做一簡單介紹，重點掌握相位條件的判別。蕩電路做一簡單介紹，重點掌握相位條件的判別。首先介紹一下首先介紹一下 LC 選頻網(wǎng)絡(luò)。選頻網(wǎng)絡(luò)。LCo1RCLZoiCLQIIIRLQoLCfo21諧振時回路電流比總電流大諧振時回路電流比總電流大的多，外界對諧振回路的影的多，外界對諧振回路的影響可以忽略！響可以忽略！CLRIL

33、IiV+ 例例1：正反饋正反饋+VCCCC1C2頻率由頻率由LC諧振網(wǎng)絡(luò)決定。諧振網(wǎng)絡(luò)決定。例例2：正反饋正反饋頻率由頻率由C 、 L1 、 L2諧振網(wǎng)絡(luò)決定。諧振網(wǎng)絡(luò)決定。+VCCCC1L1L2C2vL1vL2vC設(shè)設(shè)vB vC vD vB vL2 vbe vL1 D例例3：正反饋正反饋設(shè)設(shè)vB vC vC1 vC2 vB 頻率由頻率由 L 、 C1 、 C2 組成的諧振網(wǎng)絡(luò)決定。組成的諧振網(wǎng)絡(luò)決定。+VCCC1LC2ABC+vLvC1 vC1減小時，減小時， vC2如何變化？如何變化？設(shè)設(shè)L 、 C1 、 C2 組成的諧振網(wǎng)絡(luò)中的電流組成的諧振網(wǎng)絡(luò)中的電流為為i ，則，則iidtdvCdt

34、dvCiCC2211例例4：正反饋正反饋+VCCC1C2設(shè)設(shè)vB vC vE vbe vA AECBvbe +vC1 頻率由頻率由 L 、 C1 、 C2 組成的諧振網(wǎng)絡(luò)決定。組成的諧振網(wǎng)絡(luò)決定。9.8.1 電壓比較器 將一個模擬電壓信號與一個將一個模擬電壓信號與一個門限電壓門限電壓相比較，輸出一定的高相比較，輸出一定的高低電平。低電平。 門限電壓門限電壓VT:使輸出電壓發(fā)生跳變時使輸出電壓發(fā)生跳變時的輸入電壓的輸入電壓( (閾值電壓閾值電壓) )功能：功能：特性：特性： 非線性開關(guān)特性（高低電平）非線性開關(guān)特性（高低電平）9.8 9.8 非正弦波發(fā)生電路非正弦波發(fā)生電路(1)電路(2)傳輸特

35、性曲線)()(ovvvvAvvd1.1.單門限比較器單門限比較器反相輸入單門限比較器 分析方法分析方法： 對于開環(huán)或正反饋運放：“+”端電位高，正飽和“”端電位高，負飽和- -+ +vov-v+vo VZ- -+ +vivREFvoRo電路圖和傳輸特性曲線如圖所示。電路圖和傳輸特性曲線如圖所示。(b)(a)電路圖(b)傳輸特性曲線(3)特例過零比較器過零比較器vo- -+ +vsvREF=0LM139/339系列集成電壓比較器(a) 外引腳圖； (b) 基本比較器電路 4567321OUT2OUT1ECIN1IN1IN2IN2OUT3OUT4GNDIN4IN4IN3IN398141312111

36、0LM139/339(a)AURuoui(b)122453 ECR簡單比較器存在問題(a)輸出波形邊緣不陡峭 (b)受干擾情況 為了解決以上兩個問題，在比較器中引入正反饋，構(gòu)成為了解決以上兩個問題，在比較器中引入正反饋，構(gòu)成 “遲遲滯比較器滯比較器”。這種比較器具有很強的抗干擾能力，而且，由于正。這種比較器具有很強的抗干擾能力，而且，由于正反饋加速了狀態(tài)轉(zhuǎn)換，從而改善了輸出波形的邊緣。反饋加速了狀態(tài)轉(zhuǎn)換，從而改善了輸出波形的邊緣。2. 2. 雙門限（滯回、遲滯）比較器雙門限（滯回、遲滯）比較器 TVom21221REF1TVRRRRRVRV上限閾值下限閾值傳輸特性：傳輸特性：omomOVVv或

37、已知已知則，兩門限：則，兩門限：omom212 TTVVRRRVVV回差電壓om212VRRR21REF1RRVR在輸出反轉(zhuǎn)瞬間V+=V-vo- -VT- -+ +vIvREFRAR2R1+ +3. 3. 窗口比較器窗口比較器(1)(1)電路電路設(shè)R1 =R2，則兩門限兩門限：)2(21)2(=DCC212DCCLVVRRRVVV(2)(2)傳輸特性傳輸特性DLH2=VVV- -+ +A2- -+ +A1 C1C2uiUo1Uo2V1V2 5V 5VR2R1V3R3R4VUaUZ 6V雙向過壓檢測電路 比較器的應(yīng)用比較器的應(yīng)用主要用于：對輸入波形進行整形，即 將不規(guī)則的輸入波形整形為方波輸出(

38、a) 正弦波變換為矩形波 (b) 有干擾正弦波變換為方波 用比較器實現(xiàn)波形變換RC電路：電路：起反饋和延遲作用，獲得一定的頻率。起反饋和延遲作用，獲得一定的頻率。遲滯比較器：遲滯比較器：起開關(guān)作用，實現(xiàn)高低電平的轉(zhuǎn)換。起開關(guān)作用，實現(xiàn)高低電平的轉(zhuǎn)換。RR1R2C+vcvo9.8.2 9.8.2 方波產(chǎn)生電路（弛張振蕩器、多諧信號發(fā)生器）方波產(chǎn)生電路（弛張振蕩器、多諧信號發(fā)生器）- -+ +1.1.電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)上下門限電壓：上下門限電壓：遲滯比較器輸出經(jīng)積分電路再遲滯比較器輸出經(jīng)積分電路再輸入到此比較器的反相輸入端。輸入到此比較器的反相輸入端。RR1R2C+vcvoomHVRRRV211om

39、LVRRRV211- -+ +2.2.工作原理工作原理1. 設(shè)設(shè) vo = + VOM此時，輸出給此時，輸出給C 充電充電!則：則：v+=VH0tvoVOM-VOMV+Hvc0t一旦一旦 vc VH , 就有就有 v- v+ ,在在 vc VH 時，時，v- v+ , vo 保持保持 + VOM 不變；不變；vo 立即由立即由VOM 變成變成VOM RR1R2C+vcvo- -+ +此時，此時，C 經(jīng)輸出端放電。經(jīng)輸出端放電。2. 當當vo = -VOM 時，時，v+=VLvc降到降到VL時，時，vo上翻。上翻。VHvctVL當當vo 重新回到重新回到VOM 以后，電路又進入另一個以后，電路又

40、進入另一個周期性的變化。周期性的變化。RR1R2C+vcvo- -+ +0VHvctVLVOMvo0t- VOMT輸出波形：輸出波形：RR1R2C+vcvo- -+ +3.周期與頻率的計算周期與頻率的計算f=1/T)21ln(221RRRCTvc上升階段表示式上升階段表示式:vc下降階段表示式下降階段表示式:vc0VHtVLT1T2)21ln(2121RRRCTTOMLHVRRRVV211RCtOMLOMceVVVtv)()(RCTOMLOMHeVVVV2)(RCtOMHOMceVVVtv)()(RCTOMHOMLeVVVV1)(矩形波發(fā)生器電路的改進：矩形波發(fā)生器電路的改進：RR1R2C+vcvo- -+ +RR1R2C+vcvo VZ- -+ +C充電時，充電電流經(jīng)電位