波形發(fā)生和非線性運(yùn)用

1、片頭5第7章 波形發(fā)生電路和運(yùn)放非線性應(yīng)用 CAI17章要點(diǎn) 1 振蕩電路條件2 振蕩電路組成4部分能否振蕩判別比較器（施密特觸發(fā)器）波形發(fā)生器分析27.1 正弦波發(fā)生電路的自激條件和一般問題 波形發(fā)生（ 振蕩器）電路概念：ui=0. u0有周期性的波形輸出.振蕩電路相當(dāng)于ui=0，有正反饋的放大電路。7.1 .1 自激條件（充要）幅值平衡條件 AF=1 相位平衡條件 A+F=2n 幅值起振條件 AF 1 37.1.2 振蕩電路組成和分析方法 1組成 1）分析4部分環(huán)節(jié)（可以合用），2）放大電路工作分析（交直流），3）檢查自激條件 相位平衡 A+F=2n ，斷開(輸入點(diǎn)）假設(shè)輸入信號(hào)極性，用瞬

2、時(shí)極性法判別全環(huán)路反饋到該點(diǎn)的極性，分析電路判斷出其為正反饋，可以滿足相位條件 （多處反饋逐一判定）； 幅值平衡AF=1 ，（幅值條件一般都能滿足，可以調(diào)整放大器A） AF 1，不能振， 僅AF=1 ，不能起振，起振階段需要AF 1 ，但如果 只能AF 1 ，波形失真嚴(yán)重。4） 計(jì)算振蕩頻率。2分析一般方法1寬帶放大電路； 2正反饋網(wǎng)絡(luò)； 3選頻網(wǎng)絡(luò)； 4穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。47.2.1 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性F頻率特性圖+9090fff0選頻結(jié)論：當(dāng) ff0 1/ 2RC時(shí)反饋系數(shù)F1/3，達(dá)最大值，且此時(shí)相移 F0，電路呈純電阻性質(zhì)，即與相位相同。當(dāng) f 偏離f0后，F(xiàn)值急劇下降（且F 0），信號(hào)

3、幾乎不能通過反饋網(wǎng)絡(luò)。57.2.2 RC 橋式正弦波振蕩器 1. 電路的構(gòu)成和分析 RF 2R RF =2R 2. 起振和穩(wěn)幅過程 UoIRR功耗PR RAufUo 4環(huán)節(jié)，1寬帶放大電路； 2正反饋網(wǎng)絡(luò)； 3選頻網(wǎng)絡(luò)， 4穩(wěn)幅環(huán)節(jié)穩(wěn)定振蕩條件 ,f=1/ 2RC3. 分析要點(diǎn) 分析過程，A條件，頻率，穩(wěn)幅，67.2.3 移相 新沒有？ 1. 電路的構(gòu)成和分析 77.3 LC 正弦波振蕩器 7.3.1 LC諧振回路的選頻特性 諧振頻率 并聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)電路諧振時(shí)，電路呈阻性i和u同相。87.3.2 變壓器耦合式LC正弦波振蕩器 是否可以振蕩判別？斷開(輸入點(diǎn)）假設(shè)輸入信號(hào)極性，用瞬時(shí)極性

4、法判別全環(huán)路反饋到該點(diǎn)的極性，分析電路判斷出其為正反饋，7.3.3 變壓器耦合式LC正弦波振蕩器 1. 電感三點(diǎn)式LC振蕩電路 92. 電容三點(diǎn)式LC振蕩電路 P/10107.3.4 石英晶體振蕩器 P/121 晶振 是用石英諧振器控制和穩(wěn)定振蕩頻率的電路， 特點(diǎn)是振蕩的頻率穩(wěn)定度很高（即/0很小）。石英諧振器是利用石英晶體（類似玻璃、二氧化硅等材料）的壓電效應(yīng)制成的諧振器件。先將石英晶體按一定的方位切割成薄片后拋光，然后在薄片的兩個(gè)相對的表面上涂敷銀層，作為兩個(gè)金屬極板引線接至管腳。品質(zhì)因數(shù)Q（= 0 / L）很高，可達(dá)104106數(shù)量級.1. 石英諧振器的電特性串聯(lián)諧振頻率fS ，另有一并

5、聯(lián)諧振頻率fP (阻性)112. 石英晶體振蕩電路例 P/110圖a分立元件，電感三點(diǎn)式振蕩器的接線相似。因?yàn)橛狗答佇盘?hào)能傳遞到發(fā)射極，石英晶體應(yīng)工作于串聯(lián)諧振點(diǎn)fS，此時(shí)晶體與LC回路串聯(lián)，且呈純電阻性質(zhì)，阻值接近于零，故它是一種串聯(lián)型電感三點(diǎn)式晶振，它的振蕩頻率f0 = fS 。圖b同性質(zhì)電抗之中點(diǎn)接至運(yùn)放的同相輸入端，故接成了正反饋，但此時(shí)石英晶體須呈電感性質(zhì)，才能組成LC并聯(lián)諧振回路，輸出正弦波振蕩信號(hào)。因此，圖b晶振的石英晶體的諧振頻率應(yīng)處于fS fP之間，此時(shí)該電路為并聯(lián)型電容三點(diǎn)式晶振電路。 a ）串聯(lián)型 f0 = fs b）并聯(lián)型 fsf0 fp127.4 電壓比較器及非正弦

6、波發(fā)生電路 7.4.1 電壓比較器 比較兩個(gè)電壓（一個(gè)模擬輸入電壓uI和一個(gè)參考電壓UR）之大小，并用輸出高或低電平來表示比較結(jié)果。運(yùn)放本身處于無反饋(開環(huán))或帶有正反饋的工作狀態(tài)，其輸出只能是正飽和電壓或者是負(fù)飽和電壓值。即：如果u+u 則uO = +UOMu +u 則uO = UOM1. 簡單的電壓比較器 13例7-2P/149142.遲滯型電壓比較器P/110加速輸出電壓的跳變，并使電壓傳輸特性具有滯環(huán)?？梢约訌?qiáng)抗干擾能力，不易產(chǎn)生誤跳變（施密特觸發(fā)器）閾值電壓uI (比較高閾值電壓）高閾值電壓低閾值電壓uI （比較低閾值電壓） 遲滯（回差）電壓U = UTH-UTL 15例73 16例

7、74求其輸入輸出傳輸曲線上門限電壓下門限電壓回差電壓177.4.2 非正弦波發(fā)生電路 方波、矩形波、三角波和鋸齒波. （多諧波，f寬頻）基本分析方法三基本組成部分：具有開關(guān)特性的電壓比較器、反饋網(wǎng)絡(luò)和積分延遲環(huán)節(jié)找出具有延遲作用的反饋網(wǎng)絡(luò)，然后假設(shè)uO為某一電平值，分析它經(jīng)過延遲反饋網(wǎng)絡(luò)后的反饋信號(hào)uf能否使比較器的輸出發(fā)生跳變；接著再分析uO為另一電平值時(shí)的情形。如果上述兩種跳變情況都肯定出現(xiàn)，則電路必然滿足振蕩條件。 1. 非正弦波發(fā)生電路的基礎(chǔ)知識(shí) 要求：電路特征認(rèn)識(shí)，工作過程分析、定性定量計(jì)算(周期、幅值)182. 方波波發(fā)生電路 分析1）三基本組成部分 A、F、延遲反饋網(wǎng)絡(luò)RC。2）設(shè)uO為 UZ，經(jīng)過延遲反饋網(wǎng)絡(luò)RC后的反饋信號(hào)uf = u-均可以使uO翻轉(zhuǎn)；(1) 定性(2) 定量計(jì)算周期三要素公式uC(t) = uC()+ uC(0)uC()et/= UZ + UZ et/RC 定性知道R、C 、 R1 、 R2 、 UZ和T關(guān)系193. 矩形波發(fā)生電路 分析充放電時(shí)間常數(shù)RC，RC不同(2) 定量計(jì)算周期占