第九章信號(hào)產(chǎn)生電路

第九章信號(hào)產(chǎn)生電路（信號(hào)發(fā)生器）按產(chǎn)生的波形特點(diǎn)可分為正弦波振蕩器*非正弦波振蕩器(張馳振蕩器）第八章：學(xué)習(xí)集成運(yùn)放在信號(hào)的運(yùn)算、信號(hào)的處理方面的應(yīng)用第九章：學(xué)習(xí)集成運(yùn)放在信號(hào)產(chǎn)生方面的應(yīng)用信號(hào)發(fā)生器常稱為振蕩器：在沒有輸入信號(hào)的條件下，能夠自行產(chǎn)生一定幅度、一定頻率的輸出信號(hào)的電路。9.1

正弦波信號(hào)發(fā)生器正弦波振蕩電路的基本概念--自激振蕩

正弦波信號(hào)發(fā)生器是按照自激振蕩原理構(gòu)成的。1．產(chǎn)生正弦波自激振蕩的平衡條件.正反饋網(wǎng)絡(luò)放大環(huán)節(jié).XoA·F·.XidXf自激振蕩原理方框圖自激振蕩：定義及影響不同于零漂：輸入Xid.反饋Xf=FXo...輸出Xo=AXid...放大環(huán)節(jié)A·正反饋網(wǎng)絡(luò)F·如果Xf=Xid..可在輸出端繼續(xù)維持原有的輸出信號(hào)正反饋工作原理由·..·····及知電路產(chǎn)生自激振蕩的平衡條件為

··輸入Xid.反饋Xf=FXo...輸出Xo=AXid...放大環(huán)節(jié)A·正反饋網(wǎng)絡(luò)F·如果Xf=Xid..（1）幅度平衡條件

（2）相位平衡條件

上式可分解為····式中一個(gè)振蕩器，只在振蕩頻率f0時(shí)滿足相位平衡的條件。平衡條件討論a.相位平衡條件在電路中應(yīng)包含選頻網(wǎng)絡(luò)放大環(huán)節(jié)A·正反饋網(wǎng)絡(luò)F·.Xf.Xid.Xo若則電路減幅振蕩，最后停振蕩。若，電路增幅振蕩。b.幅度平衡條件AF=1維持等幅振蕩的唯一條件放大環(huán)節(jié)A·正反饋網(wǎng)絡(luò)F·.Xf.Xid.Xo2．振蕩的建立與穩(wěn)定

振蕩電路的起振條件A·F·>1AF>1··AF=1只能維持振蕩，但不能建立振蕩A·F·>1將使輸出幅值越來越大，直至出現(xiàn)非線性失真。放大電路中還應(yīng)包含穩(wěn)幅環(huán)節(jié)AF=1AF>1起振維持振蕩自激振蕩電路的建立過程A反饋特性幅度特性F太小自激振蕩電路的建立過程（線性反饋）幅度特性B幅度特性非線性反饋非線性反饋3．正弦波信號(hào)發(fā)生器組成放大環(huán)節(jié)正反饋網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)組成4.正弦波信號(hào)發(fā)生器的分類根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件分RC型振蕩器LC型振蕩器晶體振蕩器文氏電橋振蕩器*文氏電橋振蕩電路移相式振蕩電路主要類型雙T網(wǎng)絡(luò)式振蕩電路選頻網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)放大電路9.2

RC型正弦波信號(hào)發(fā)生器Uo·RRCCAR1R2–+1.電路結(jié)構(gòu)及工作原理分析注重四個(gè)組成部分2．RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性圖中選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)Z1Z2–RRCCUo·Uf·++–Uo·RRCCAR1R2–+反饋系數(shù)···Z1Z2–RRCCUo·Uf·++–令·由此可得F的幅頻特性與相頻特性·即···幅頻特性當(dāng)0時(shí)，F(xiàn)0當(dāng)時(shí),F0當(dāng)=0時(shí),F=Fmax=1/3f031/Ff0幅頻特性曲線相頻特性當(dāng)0時(shí)，F(xiàn)90當(dāng)時(shí),F–90當(dāng)=0時(shí),F00jff0相頻特性曲線f031/Ff0幅頻特性曲線F=0，且反饋?zhàn)顝?qiáng)可見，當(dāng)=0時(shí)3．工作原理

（1）要滿足相位相同當(dāng)f=時(shí)

（3）振蕩頻率與同相位Uo·Uf·

的幅值最大Uf·=/3Uo·Uf·即（2）當(dāng)時(shí)，滿足振蕩條件Uo·RRCCAR1R2–+Rt為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻RRCCARWUo?Rt–+利用非線性熱敏電阻穩(wěn)幅4．穩(wěn)幅措施

a.用LC并聯(lián)諧振回路作為選頻網(wǎng)絡(luò)。

9.3

LC型正弦波信號(hào)發(fā)生器b.主要用來產(chǎn)生1MHZ以上的高頻信號(hào)。主要特點(diǎn):c.頻率穩(wěn)定性好。按照反饋方式變壓器反饋式電感三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式LC型正弦波信號(hào)發(fā)生器類型1．LC并聯(lián)諧振回路RCLZ+–····0|Z|ff00jff0Q大Q小Q大Q小阻抗頻率特性相頻特性(1)

諧振頻率

(2)

諧振時(shí)的等值電阻R0

(3)

電路的品質(zhì)因數(shù)RCLZ+–····2．選頻放大電路

當(dāng)f=f0（

LC并聯(lián)諧振頻率）時(shí)（1）輸出電壓幅值最大。（2）輸出與輸入電壓反相。工作原理放大電路只對(duì)諧振頻率f0的信號(hào)有放大作用LC并聯(lián)諧振電路C++LT+··++––3．變壓器反饋式LC振蕩電路

+T+N1N2N3正反饋的判斷(1)相位條件判斷的方法——瞬時(shí)極性法判斷的步驟b.

斷開反饋回路a.

假設(shè)諧振回路發(fā)生諧振+T+N1N2N3c.

加入瞬時(shí)極性為輸入電壓Ui·+T+N1N2N3d.輸出電壓Uo極性為··Ui·Uoe.反饋電壓極性Uf為·f.判斷是否滿足相位平衡條件構(gòu)成正反饋滿足相位平衡條件+T+N1N2N3·Uf·Ui·Uo（2）起振條件因?yàn)楹侠淼剡x擇電路參數(shù)，及變壓器的變比，可使AF>1,滿足起振條件。+T+N1N2N3(3)振蕩頻率LL'(4)

電路的特點(diǎn)a.調(diào)節(jié)N2方便，起振容易。+T+N1N2N3g.受變壓器分布參數(shù)的限制，振蕩頻率不能很高。b.振蕩頻率高c.電路的品質(zhì)因數(shù)高e.頻率穩(wěn)定性高d.輸出波形好f.體積、重量大+T+N1N2N34．電感三點(diǎn)式正弦振蕩電路

C+T+N2N1L1L2TL1RB1//RB2L2C振蕩電路的交流通路C+T+N2N1L1L2TL1L2C忽略RB1//RB2簡(jiǎn)化的交流通路TL1RB1//RB2L2C(1)相位平衡條件的判斷b.

斷開反饋回路a.

假設(shè)諧振回路發(fā)生諧振TL1L2C··Ui·Uo相量圖·Uod.輸出電壓Uo極性為·c.

加入瞬時(shí)極性為輸入電壓Ui·TL1L2C·Ui·Uo相量圖ICL·Uf·f.電壓Uf超前ICL90°··ICL·Uf·Uf與Ui同相，滿足相位平衡條件····UoTe.電流ICL超前Uo90°··L1L2CTL1L2C··UoICL·Uf·(2)幅度條件Uf來自L2，改變電感中間抽頭位置，調(diào)整反饋強(qiáng)弱，容易滿足幅度條件?！為線圈L1與L2之間的互感

(3)諧振頻率式中TL1L2C(4)電路特點(diǎn)a.線圈的三個(gè)端子分別與T的三個(gè)電極B、C、E相連接，故稱之為電感三點(diǎn)式振蕩電路。

b.容易起振。c.輸出波形中含有高次諧波，波形較差。Uf·TL1L2C（5）電容三點(diǎn)式正弦波振蕩電路

+T+L+T+LTL交流通路TL簡(jiǎn)化的交流通路TLb.

斷開反饋回路a.

假設(shè)諧振回路發(fā)生諧振(1)相位平衡條件的判斷TLc.

加入瞬時(shí)極性為輸入電壓Ui··相量圖·Ui·UoTL·Uod.輸出電壓

Uo極性為··Ui·UoICL·ILC·f.電壓Uf滯后ICL90°··Uf·Ui與Uf同相，滿足相位平衡條件··e.電流ILC滯后Uo90°··相量圖Uf··TL·Uo(2)幅度條件Uf來自C2，改變C2的大小，調(diào)整反饋強(qiáng)弱，容易滿足幅度條件。·Uf·TL(3)諧振頻率TL(4)電路特點(diǎn)a.電容器的三個(gè)端子分別與T的三個(gè)電極相連接，故稱之為電容三點(diǎn)式振蕩電路。

b.容易起振。c.輸出波形中高次諧波少，波形好。d.改變電容C2時(shí)，容易停振。TL改進(jìn)的電容三點(diǎn)式振蕩電路諧振頻率L+T+1.

石英晶體的基本特性（1）各向異性（2）具有壓電效應(yīng)

在晶片的兩側(cè)施加壓力，又會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。在晶片的兩面之間加電場(chǎng)，就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。9.4

晶體振蕩器壓電效應(yīng)：

當(dāng)交變電壓的頻率等于晶片的固有機(jī)械振動(dòng)頻率時(shí)，振幅急劇增加，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振。

當(dāng)在晶片的兩電極之間加交變電壓時(shí)，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形振動(dòng)。壓電諧振石英晶體諧振器的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)厍衅可香y層涂上銀層引出兩個(gè)電極引出兩個(gè)電極加裝上外殼電路符號(hào)（2）等效電路和諧振頻率R——等效晶片振動(dòng)時(shí)內(nèi)部的摩擦損耗等效電路C0——兩金屬電極間構(gòu)成的靜電電容L——等效晶片振動(dòng)時(shí)的慣性C——等效晶片振動(dòng)時(shí)的彈性RCLC0電路特點(diǎn)：a.L很大，C和R很小b.Q很高，達(dá)104～106c.

頻率穩(wěn)定度（Δf/f0）很高。

三種振蕩電路的頻率穩(wěn)定度：RC振蕩器：

10-2LC振蕩:10-3~10-4石英晶體振蕩：10-9～10-11RCLC0當(dāng)忽略R時(shí)，電抗·XRCLC0X·串聯(lián)諧振頻率

·當(dāng)f<fs時(shí)，X<0,電路呈容性當(dāng)f>fs時(shí)，X>0,電路呈感性a.當(dāng)1-2LC=0時(shí)，X=0·RCLC0X·電路發(fā)生串聯(lián)諧振并聯(lián)諧振頻率RCLC0X··X=∞·b.當(dāng)j(C0+C–2LCC0)=0時(shí)電路發(fā)生并聯(lián)諧振由于C<<C0故RCLC0X·電抗—頻率特性fX0感性容性fsfp當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，·由式知RCLC0X·a.當(dāng)fs<f<fp時(shí)，電路呈感性。b.當(dāng)f<fs或f

>fp時(shí)，電路呈容性?？梢?電抗—頻率特性fX0感性容性fsfp2．石英晶體振蕩電路（1）并聯(lián)型晶體振蕩器

并聯(lián)晶體呈感性諧振頻率T+C1C2RCRE+VCCRB1RB2CB交流等效電路CTRLREC1C2C0RCT+C1C2RCRE+VCCRB1RB2CB諧振頻率式中由于故CTRLREC1C2C0RC（2）串聯(lián)型晶體振蕩器諧振頻率CBC+R+T1T2RE2RC1RB1RB2uo+VCCRE1+–思考題1.

如果在正弦波發(fā)生器中，沒有選頻網(wǎng)絡(luò)或穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，那么電路將會(huì)出現(xiàn)什么情況？2.

電容三點(diǎn)式和電感三點(diǎn)式正弦波振蕩電路相比，哪個(gè)電路輸出的波形更好，為什么？9.5

非正弦信號(hào)發(fā)生器主要特點(diǎn)：

振蕩條件比較簡(jiǎn)單，只要反饋信號(hào)能使比較電路狀態(tài)發(fā)生變化，即能產(chǎn)生周期性的振蕩。非正弦信號(hào)發(fā)生器的主要組成：（1）具有開關(guān)特性的器件（如電壓比較器、BJT等）（2）反饋網(wǎng)絡(luò)（3）延時(shí)環(huán)節(jié)主要作用：產(chǎn)生高、低電平。主要作用：將輸出電壓適當(dāng)?shù)胤答伣o開關(guān)器件使之改變輸出狀態(tài)。主要作用：實(shí)現(xiàn)延時(shí)，以獲得所需要的振蕩頻率。集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用：是指由運(yùn)放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關(guān)系uo=f(ui)是非線性函數(shù)。由運(yùn)放組成的非線性電路有以下三種情況：1.電路中的運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。++Auo比如：運(yùn)放開環(huán)應(yīng)用uo運(yùn)放電路中有正反饋，運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。9.5.1運(yùn)算放大器的非線性運(yùn)用2.電路中的運(yùn)放處于線性狀態(tài)，但外圍電路有非線性元件（二極管、三極管、穩(wěn)壓管等）。ui>0時(shí)：ui<0時(shí)：-+AuoR1RF1RF2Duiuoui0傳輸特性+3.另一種情況，電路中的運(yùn)放處于非線性狀態(tài)，外圍電路也有非線性元件（二極管、三極管）。由于處于線性與非線性狀態(tài)的運(yùn)放的分析方法不同，所以分析電路前，首先確定運(yùn)放是否工作在線性區(qū)。確定運(yùn)放工作區(qū)的方法：判斷電路中有無負(fù)反饋。若有負(fù)反饋，則運(yùn)放工作在線性區(qū)；若無負(fù)反饋，或有正反饋，則運(yùn)放工作在非線性區(qū)。處于非線性狀態(tài)運(yùn)放的特點(diǎn)：1.虛短路不成立。2.輸入電阻仍可以認(rèn)為很大。3.輸出電阻仍可以認(rèn)為是0。tuiuotUZ-UZ–+AuoR1RFuiDZR+運(yùn)放處于線性狀態(tài)，但外圍電路有非線性元件——穩(wěn)壓二極管。R：限流電阻。一般取100。DZ雙向穩(wěn)壓管1、限幅器與電壓比較器限幅器另一種形式的限幅器：雙向穩(wěn)壓管接于負(fù)反饋回路上。–+AuoR1RFuiDZ+當(dāng)時(shí)，在雙向穩(wěn)壓管的作用下，當(dāng)時(shí)，雙向穩(wěn)壓管不通，運(yùn)放工作在線性狀態(tài)。–+AuoR1RFuiUZ+uoui0+UZ+UZ傳輸特性u(píng)oui0+Uom-UomUR傳輸特性UR：參考電壓ui：被比較信號(hào)

++uouiUR–特點(diǎn)：運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)。當(dāng)ui>UR時(shí),uo=+Uom當(dāng)ui<UR時(shí),uo=-Uom

一、若ui從同相端輸入電壓比較器++uouiURuoui0+Uom-UomUR當(dāng)ui<UR時(shí),uo=+Uom當(dāng)ui>UR時(shí),uo=-Uom

二、若ui從反相端輸入uoui0+UOM-UOM++uoui三、過零比較器:(UR=0時(shí))++uouiuoui0+UOM-UOM++uouitui例：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲?。uot+Uom-Uom總結(jié)作用：1.波形變換

2.模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)++uiuoui0+UZ-UZ限幅過零電壓比較器電路改進(jìn)：用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓。uoUZ電壓比較器的另一種形式

——將雙向穩(wěn)壓管接在負(fù)反饋回路上+uiuoUZRR′+比較器的特點(diǎn)1.電路簡(jiǎn)單。2.當(dāng)Ao不夠大時(shí)，輸出邊沿不陡。3.容易引入干擾。tuiuot過零附近仍處于放大區(qū)一、下行遲滯比較器分析1.因?yàn)橛姓答?，所以輸出飽和?.當(dāng)uo正飽和時(shí)(uo=+UOM)：U+3.當(dāng)uo負(fù)飽和時(shí)(uo=–UOM)：－++uoRR2R1ui參考電壓由輸出電壓決定特點(diǎn)：電路中使用正反饋，運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。1.沒加參考電壓的下行遲滯比較器2遲滯比較器分別稱UH和UL上下門限電壓。稱(UH-UL)為回差。當(dāng)ui增加到UH時(shí)，輸出由Uom跳變到-Uom；－++uoRR2R1ui當(dāng)ui

減小到UL時(shí)，輸出由-Uom跳變到Uom

。傳輸特性：uoui0Uom-UomUHUL小于回差的干擾不會(huì)引起跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)時(shí)，正反饋加速跳轉(zhuǎn)。tuiUom-UomtuiUHUL例：下行遲滯比較器的輸入為正弦波時(shí)，畫出輸出的波形。－++uoRR2R1ui2.加上參考電壓后的下行遲滯比較器加上參考電壓后的上下限：用疊加原理計(jì)算：－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL下行遲滯比較器兩種電路傳輸特性的比較:－++uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL例：R1=10k，R2=20k

，UOM=12V，UR=9V當(dāng)輸入ui為如圖所示的波形時(shí)，畫出輸出uo的波形。－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL5V10Vuit0首先計(jì)算上下門限電壓：－++uoRR2R1uiUR+UOM-UOM根據(jù)傳輸特性畫輸出波形圖。－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHULuiuott10V5V002Vu+=0

時(shí)翻轉(zhuǎn)，可以求出上下門限電壓。二、上行遲滯比較器－++uoRR2R1ui當(dāng)u+>u-=0

時(shí),uo=+UOM當(dāng)u+<u-=0時(shí),uo=-UOM1.沒加參考電壓的上行遲滯比較器uoui0Uom-Uom傳輸特性曲線UHUL－++uoRR2R1ui上下門限電壓：－++uoRR2R1uiUR上下門限電壓：當(dāng)uo=+UOM時(shí)：當(dāng)uo=-UOM時(shí)：2.加上參考電壓后的上行遲滯比較器傳輸特性：UHULuoui0Uom-Uom－++uoRR2R1uiUR－++uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL對(duì)照遲滯比較器電路改進(jìn)：為了穩(wěn)定輸出電壓，可以在輸出端加上雙向穩(wěn)壓管。思考題：如何計(jì)算上下限？uoUZ－++RR2R1ui方波發(fā)生器

1.電路組成RAURCR1R2R3uO±UZDZu+u–uC+––++–延遲環(huán)節(jié)遲滯比較器RAURCR1R2R3uO±UZDZu+u–uC+––++–三方面結(jié)果的變化2工作原理設(shè)t=0時(shí)uC(0+)=0uO=+Uz則=+FUzRAURCR1R2R3uO±UZDZu+u–uC+––++–uC按指數(shù)規(guī)律上升a.

當(dāng)t>0時(shí)電容C充電uOuC0tuO,uC+UZ-UZ-FUZ+FUZicuO、uC波形圖uO=+UzRAURCR1R2R3uO±UZDZu+u–uC+––++–b.

當(dāng)uC>FUZ時(shí)uOuCUR=-FUzuO=-Uz-FUZ+FUZ0tuO,uC+UZ-UZuO、uC波形圖icRAURCR1R2R3uO±UZDZu+u–uC+––++–c.當(dāng)uO=-Uz時(shí)UR=-FUzuOuC0tuO,uC+UZ-UZ-FUZ+FUZuO、uC波形圖uC按指數(shù)規(guī)律下降電容C放電icRAURCR1R2R3uO±UZDZu+u–uC+––++–d.當(dāng)uC<-FUZ時(shí)uOuC0tuO,uC+UZ-UZ-FUZ+FUZuO、uC波形圖UR=FUzuO=UzicRAURCR1R2R3uO±UZDZu+u–uC+––++–e.當(dāng)uO=+Uz時(shí)UR=FUzuOuC0tuO,uC+UZ-UZ-FUZ+FUZuO、uC波形圖uC又按指數(shù)規(guī)律上升電容C又充電icRAURCR1R2R3uO±UZDZu+u–uC+––++–uOuC0tuO,uC+UZ-UZ-FUZ+FUZuO、uC波形圖uO為方波icRAURCR1R2R3uO±UZDZu+u–uC+––++–充放電回路一樣，時(shí)間常數(shù)相等uOuC0tuO,uC+UZ-UZ-FUZ+FUZuO、uC波形圖uO為方波icRAURCR1R2R3uO±UZDZu+u–uC+––++–充放電回路一樣，時(shí)間常數(shù)相等根據(jù)三要素法2.主要參數(shù)計(jì)算如果選定時(shí)間起點(diǎn)為t2，那么電容兩端電壓的變化規(guī)律t0uOuCt1t2+UZ-UZ+FUZ-FUZ由此得電路的振蕩周期當(dāng)t=T/2時(shí)即t0uOuCt1t2+UZ-UZ+FUZ-FUZ振蕩頻率：思考題RAuRCR1R2R3uO±UZDZu+u–uC+––++–1.對(duì)上圖電路如何改進(jìn)，可獲得矩形波信號(hào)？答：如果將方波信號(hào)發(fā)生器中的電容C的充電和放電回路分開,AURCR1R2R3uO±UZDZu+u–uC+––++–R+R-D1D2

使充電和放電的時(shí)間常數(shù)不相等，便可獲得矩形波信號(hào)。改進(jìn)電路AURCR1R2R3uO±UZDZu+u–uc+––++–R+R-D1D22、在上圖示電路中，如果電阻R+>R，輸出波形具有什么特點(diǎn)？答：如果電阻R+>R，那么，電容C的充電時(shí)間將大于放電時(shí)間，輸出波形的占空比增大。AURCR1R2R3uO±UZDZu+u–uC+––++–R+R-D1D2三角波和鋸齒波發(fā)生器1．電路組成遲滯比較器積分器uO1RCA1A2R1R2R3uODZB–+–+圖中2．工作原理

uO1RCA1A2R1R2R3uODZB–+–+應(yīng)用疊加原理(1)當(dāng)時(shí)輸出電壓電容C充電uO隨時(shí)間線性下降設(shè)uC(0+)=0波形圖tuO,uO10uOuO1UZuO1RCA1A2R1R2R3uODZB–+–+(2)當(dāng)時(shí)令得波形圖tuO,uO10uOuO1UZ-UZuO1RCA1A2R1R2R3uODZB–+–+(3)當(dāng)uB<0時(shí)電容器放電輸出電壓uO隨時(shí)間線性上升-UZ波形圖tuO,uO10uOuO1UZuO1RCA1A2R1R2R3uODZB–+–+令(4)當(dāng)uB>0時(shí)tuO,uO10uOuO1UZ-UZuO1RCA1A2R1R2R3uODZB–+–+uO輸出三角波uO1輸出方波tuO,uO10uOuO1UZ-UZuO1RCA1A2R1R2R3uODZB–+–+(1）輸出電壓幅值2.主要指標(biāo)(a)三角波幅值(b)方波幅值tuO,uO10uO1uOUZ-UZ（2）振蕩頻率三角波從零上升到UOm的時(shí)間T/4。由圖可知uO1t+UZ0uO0+Uomt-Uom-UZ而故電路的振蕩周期振蕩頻率R+R-D1D2uO1RCA1A2R1R2R3uODZB–+–+如果用圖(a)示電路替代圖(b)示電路的電阻R，那么輸出電壓uo的波形有何特點(diǎn)？(a)(b)答：三角波兩邊斜率不同，即三角波變成為鋸齒波。t0u替代RuO1RCA1A2R1R2R3uODZB–+–+R+R-D1D22、在上圖示電路中，如果電阻R+>R，畫出輸出信號(hào)的波形。

壓控振蕩器原理圖uO=+UZ時(shí)，開關(guān)S接通+UuO=-UZ時(shí)，開關(guān)S接通–UuO1RCA2A1R1R2R3uODZB–+–+-U+US(1)工作原理圖中uO1RCA2A1R1R2R3uODZB–+–+-U+US(a)當(dāng)時(shí)U通過R向C充電S接電源+UuO1隨時(shí)間線性下降設(shè)uC(0-)=0+–uCuO1RCA2A1R1R2R3uODZB–+–+-U+US(b)當(dāng)uB≤0時(shí)電容反向充電開關(guān)S接–UuO1隨時(shí)間線性上升uO1RCA2A1R1R2R3uODZB–+–+-U+US(c)當(dāng)uB≥0時(shí)電容又正向充電S又接UCuO1又隨時(shí)間線性下降+–uCuO1RCA2A1R1R2R3uODZB–+–+-U+USuO輸出方波uOuO1輸出三角波C+–uCuO1RCA2A1R1R2R3uODZB–+–+-U+US(2)振蕩波形圖(3)振蕩頻率tt0uO0+UZt1t2-UZuO1t1t2振蕩波形圖而由波形圖知當(dāng)時(shí)故由得f0∝U，實(shí)現(xiàn)了電壓控制振蕩頻率的目的一種壓控振蕩電路電子模擬開關(guān)UD1RFuO3RRD2uO1RA2A1R1R3uODZ–+–+A3–+A4–+uO4CR2例1電路如圖所示，圖中運(yùn)放A和二極管D1、D2都是理想器件,穩(wěn)壓管DZ的穩(wěn)壓值為UZ。試證明調(diào)節(jié)電位器RW改變矩形波占空比時(shí)，周期T將保持不變。A+_?RCR1R2R3DZD2D1uORW++__uFuC練習(xí)題解由題意，畫出uO和uC的波形圖。其中波形圖A+_?RCR1R2R3DZD2D1uORW++__uFuCT1T2TUZ-UZUF-UFtuOuC0uO，uC當(dāng)uO=UZ時(shí)，uO通過D1對(duì)電容充電當(dāng)uO=-UZ時(shí)，電容通過D2放電

可見，在改變RW滑動(dòng)端位置時(shí)，T保持不變。振蕩周期

為常數(shù)

A+_?RCR1R2R3DZD2D1uORW++__uFuC例2在圖所示矩形波發(fā)生電路中，理想運(yùn)放的最大輸出電壓Uomax=12V，最小的輸出電壓Uomin=0V。uOCA+–R4R5100kW+15V100kW0.01mF100kW100kW100kWR1R3R2+–uC??UR（a）畫出輸出電壓uO和電容電壓uC的波形；（b）求出uC的最大值和最小值;（c）當(dāng)UR的大小超出什么范圍時(shí)，電路將不再產(chǎn)生矩形波？解（a）方波發(fā)生器的輸出電壓只有高、低兩種電平，電容C隨輸出電壓的極性進(jìn)行充電或放電。當(dāng)uC大于運(yùn)放同相端電位u+時(shí)，輸出為低電平；反之，輸出為高電平。uOCA+–