模擬電子技術(shù)信號處理與產(chǎn)生演示文稿

模擬電子技術(shù)信號處理與產(chǎn)生演示文稿目前一頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)（優(yōu)選）模擬電子技術(shù)信號處理與產(chǎn)生目前二頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)1.應(yīng)用分類按功能分類按工作區(qū)域分類放大

—信號傳遞，AV、AI、AR(V/I)、AG(I/V)運(yùn)算

—處理

—濾波、峰值、有效值、絕對值、限幅比較

—判斷電壓大?。ǖ?章）信號產(chǎn)生

—正弦、方波、三角波（第7章）線性應(yīng)用非線性應(yīng)用

——電壓比較器集成運(yùn)放應(yīng)用概述目前三頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)第7章信號處理與產(chǎn)生電路*7.2開關(guān)電容濾波器7.4正弦波振蕩電路的基本概念7.7非正弦波產(chǎn)生電路7.1有源濾波器7.3電壓比較器7.5RC正弦波振蕩電路*7.8單片集成函數(shù)發(fā)生器8038簡介7.6LC正弦波振蕩電路7.5.2RC移相式正弦波振蕩電路7.3.1單門限電壓比較器7.3.2遲滯比較器7.3.3集成電壓比較器7.7.1矩形波產(chǎn)生電路7.7.2鋸齒波及三角波產(chǎn)生電路7.5.1RC橋式正弦波振蕩電路開環(huán)負(fù)反饋5章-同相比例6章-電壓串聯(lián)正反饋既有正反饋又有負(fù)反饋但沒有輸入6.4負(fù)反饋放大電路的自激問題也沒有輸入遲滯+RC積分同相比例＋正反饋目前四頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)7.4正弦波振蕩電路的基本概念7.4.1正弦波振蕩電路的振蕩條件7.4.2振蕩的建立與穩(wěn)定7.4.3正弦波振蕩電路的分類與選頻網(wǎng)絡(luò)7.5RC正弦波振蕩電路7.5.1RC橋式正弦波振蕩電路1.電路組成2.RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性3.振蕩電路工作原理4.穩(wěn)幅措施7.5.2RC移相式正弦波振蕩電路6.4負(fù)反饋放大電路的自激問題正弦振蕩器:能自動輸出一定頻率的正弦波。

(沒有輸入信號)自激原因：|AF|1；噪聲；中頻區(qū)負(fù)反饋

高頻區(qū)正反饋；自激振蕩條件：既有正反饋又有負(fù)反饋但沒有輸入同相比例＋正反饋目前五頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)7.4.1正弦波振蕩電路的振蕩條件負(fù)反饋放大器正反饋結(jié)構(gòu)振蕩器結(jié)構(gòu)比較環(huán)節(jié)：閉環(huán)頻率響應(yīng)：振蕩條件求環(huán)路增益特點(diǎn)：閉合環(huán)路(無Vi)怎么分析？若Vfb=Vt，則...振蕩可維持幾個問題？如何自行建立振蕩（起振）？如何保證輸出信號頻率？應(yīng)有選頻網(wǎng)絡(luò)(帶通)：RC、LC3個振蕩條件本質(zhì)上相同！環(huán)路增益=1（包含比較環(huán)節(jié)）目前六頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)7.4正弦波振蕩電路的基本概念7.4.1正弦波振蕩電路的振蕩條件7.4.2振蕩的建立與穩(wěn)定7.4.3正弦波振蕩電路的分類與選頻網(wǎng)絡(luò)7.5RC正弦波振蕩電路7.5.1RC橋式正弦波振蕩電路1.電路組成2.RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性3.振蕩電路工作原理4.穩(wěn)幅措施7.5.2RC移相式正弦波振蕩電路6.4負(fù)反饋放大電路的自激問題正弦振蕩器:能自動輸出一定頻率的正弦波。

(沒有輸入信號)自激原因：|AF|1；噪聲；中頻區(qū)負(fù)反饋

高頻區(qū)正反饋；自激振蕩條件：環(huán)路增益A(j)F(j)=1選頻網(wǎng)絡(luò)(帶通)：RC、LC|AF|1與|AF|=1既有正反饋又有負(fù)反饋但沒有輸入同相比例＋正反饋目前七頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)7.4.2振蕩的建立與穩(wěn)定振蕩電路基本組成部分振蕩條件振幅平衡條件相位平衡條件振蕩器結(jié)構(gòu)

反饋網(wǎng)絡(luò)(構(gòu)成正反饋的)

選頻網(wǎng)絡(luò)(無源、帶通濾波)

放大電路(可能有負(fù)反饋)

穩(wěn)幅環(huán)節(jié)(自動調(diào)節(jié)環(huán)路增益)保證只在單一頻率0處滿足振蕩條件；可以由RC(低頻)或LC(高頻)元件構(gòu)成；起振(輸出幅值=0或較小)時：保證環(huán)路增益|T(j

)|>1；起振原因：噪聲、干擾或電源接通時的階躍(均含豐富的諧波)。穩(wěn)幅(輸出幅值較大)時：調(diào)節(jié)環(huán)路增益|T(j

)|＝1；隨著輸出幅值的增大，應(yīng)自動調(diào)節(jié)|T(j

)|；最后在|T(j

)|＝1時達(dá)到平衡。如何自行建立振蕩（起振）？如何保證輸出信號頻率？目前八頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)7.4正弦波振蕩電路的基本概念7.4.1正弦波振蕩電路的振蕩條件7.4.2振蕩的建立與穩(wěn)定7.4.3正弦波振蕩電路的分類與選頻網(wǎng)絡(luò)7.5RC正弦波振蕩電路7.5.1RC橋式正弦波振蕩電路1.電路組成2.RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性3.振蕩電路工作原理4.穩(wěn)幅措施7.5.2RC移相式正弦波振蕩電路6.4負(fù)反饋放大電路的自激問題正弦振蕩器:能自動輸出一定頻率的正弦波。

(沒有輸入信號)自激原因：|AF|1；噪聲；中頻區(qū)負(fù)反饋

高頻區(qū)正反饋；自激振蕩條件：環(huán)路增益A(j)F(j)=1選頻網(wǎng)絡(luò)(帶通)：RC、LC|AF|1與|AF|=1既有正反饋又有負(fù)反饋但沒有輸入同相比例＋正反饋目前九頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)7.5.1RC橋式正弦波振蕩電路1.電路組成(文氏電橋)特點(diǎn)：電橋、雙反饋初步分析：

滿足相位平衡條件？

滿足振幅平衡條件？(+)(+)(+)(+)電壓串聯(lián)負(fù)反饋(同相比例)(+)？(+)vt關(guān)鍵：RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)——選頻特性

？構(gòu)成正反饋？初步結(jié)論：目前十頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)2.RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性7.5.1RC橋式正弦波振蕩電路即分析反饋系數(shù)的頻率響應(yīng)目前十一頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)2.RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性7.5.1RC橋式正弦波振蕩電路(a)幅頻響應(yīng) (b)相頻響應(yīng)圖7.5.2RC串、并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)相移f=0°若目前十二頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)3.振蕩電路工作原理7.5.1RC橋式正弦波振蕩電路

滿足相位平衡條件？

滿足振幅平衡條件？(+)(+)(+)(+)此時若則電路可以輸出正弦波，頻率為（頻率低于

1MHz）只對f0為正反饋目前十三頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)4.穩(wěn)幅措施7.5.1RC橋式正弦波振蕩電路穩(wěn)幅原理：起振時：AV>3穩(wěn)幅采用非線性元件

熱敏電阻

場效應(yīng)管

二極管

熱敏電阻目前十四頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)

二極管穩(wěn)幅原理4.穩(wěn)幅措施7.5.1RC橋式正弦波振蕩電路例7-5-1的電路圖（P222）設(shè)D開路，則AVFV>1，有利于起振！計(jì)算D導(dǎo)通條件（求開路電壓）：D才導(dǎo)通②試定性說明當(dāng)R2不慎短路時輸出電壓vO的波形；③試定性說明當(dāng)R2不慎斷開時輸出電壓vO的波形(并標(biāo)明振幅)。目前十五頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)第7章信號處理與產(chǎn)生電路*7.2開關(guān)電容濾波器7.4正弦波振蕩電路的基本概念7.7非正弦波產(chǎn)生電路7.1有源濾波器7.3電壓比較器7.5RC正弦波振蕩電路*7.8單片集成函數(shù)發(fā)生器8038簡介7.6LC正弦波振蕩電路7.5.2RC移相式正弦波振蕩電路7.3.1單門限電壓比較器7.3.2遲滯比較器7.3.3集成電壓比較器7.7.1矩形波產(chǎn)生電路7.7.2鋸齒波及三角波產(chǎn)生電路7.5.1RC橋式正弦波振蕩電路開環(huán)負(fù)反饋5章-同相比例6章-電壓串聯(lián)正反饋既有正反饋又有負(fù)反饋但沒有輸入6.4負(fù)反饋放大電路的自激問題也沒有輸入遲滯+RC積分同相比例＋正反饋目前十六頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)7.3.1單門限電壓比較器

特點(diǎn)：開環(huán)，運(yùn)放工作在非線性狀態(tài)下工作原理：邏輯‘1’邏輯‘0’輸出電壓處于線性區(qū)域(過渡)，－靈敏度或比較誤差(可忽略，即虛短)常見電路門限電壓Vth(Crossovervoltage)—輸出vO翻轉(zhuǎn)時對應(yīng)的臨界輸入電壓(單門限，利用虛短可求解)7.3電壓比較器目前十七頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)

同相比較器

反相比較器

同相過零比較器(Zero-CrossingDetector)

反相過零比較器分析任務(wù)及方法

求傳輸特性方向輸出電平VOH、VOL門限電壓Vth(Crossovervoltage)—同相和反相Vom(運(yùn)放線性范圍=VCC-VCES)Vom=VCC(忽略飽和壓降)Vom=VZ(穩(wěn)壓電路，例題)——輸出vO翻轉(zhuǎn)時對應(yīng)的臨界輸入電壓當(dāng)vP

vN時狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，此瞬間可用虛短、虛斷常見電路7.3.1單門限電壓比較器7.3電壓比較器目前十八頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)分析舉例1設(shè)運(yùn)放是理想的，且VREF=-1V,VZ=5V，試求門限電壓Vth，畫出傳輸特性解:利用虛短、虛斷畫傳輸特性+5V

vI接到反相端

反相電壓比較器求門限電壓Vth

5V由穩(wěn)壓管限幅電路：VO

VZ=5V。1V限流電阻目前十九頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)比較器的應(yīng)用基本應(yīng)用波形整形

同相比較器

反相比較器獲取周期T—過零比較器—判斷電壓大小，例如安全監(jiān)控等已知電路和輸入波形，畫輸出波形。7.3.1單門限電壓比較器7.3電壓比較器目前二十頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)比較器的應(yīng)用單門限電壓比較器雖然有電路簡單、靈敏度高等特點(diǎn)，但其抗干擾能力差。路燈自動控制7.3.1單門限電壓比較器7.3電壓比較器正確動作錯誤動作路燈亮路燈滅目前二十一頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)

特點(diǎn)：單門限比較器＋正反饋工作原理：

所以，vI與vF的關(guān)系為：vI最大（vI

>

+6V）vI居中（-6V

<

vI

<

+6V）vI最小（vI

<

-6V）

VO=

-12V

保持原狀態(tài)不變

VO=

+12V傳輸特性右移2V7.3.2遲滯比較器7.3電壓比較器求電壓傳輸特性：形狀、輸出電壓不變，求Vth顯然在非線性狀態(tài)，輸出只有2種狀態(tài)由虛短虛斷目前二十二頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)分析舉例1試求門限電壓，畫出傳輸特性和圖c所示輸入信號下的輸出電壓波形。解：（1）門限電壓（3）輸出電壓波形（2）傳輸特性反相遲滯比較器如果起點(diǎn)在2個門限之間，則假定1個狀態(tài)目前二十三頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)單門限電壓比較器同相遲滯比較器反相遲滯比較器通過上述分析，可得出如下結(jié)論：(1)電路結(jié)構(gòu)：開環(huán)或正反饋(3)電壓傳輸特性：描述輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系。(4)電壓傳輸特性的關(guān)鍵要素輸出電壓的VOH和VOL

門限電壓輸出電壓的跳變方向令vPvN所求出的vI就是門限電壓

vI等于門限電壓時VO發(fā)生跳變跳變方向取決于是同相輸入還是反相輸入方式(2)電壓比較器中的運(yùn)放工作在非線性區(qū)，其vO只有高電平VOH和低電平VOL兩種情況。7.3.2遲滯比較器7.3電壓比較器目前二十四頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)第7章信號處理與產(chǎn)生電路*7.2開關(guān)電容濾波器7.4正弦波振蕩電路的基本概念7.7非正弦波產(chǎn)生電路7.1有源濾波器7.3電壓比較器7.5RC正弦波振蕩電路*7.8單片集成函數(shù)發(fā)生器8038簡介7.6LC正弦波振蕩電路7.5.2RC移相式正弦波振蕩電路7.3.1單門限電壓比較器7.3.2遲滯比較器7.3.3集成電壓比較器7.7.1矩形波產(chǎn)生電路7.7.2鋸齒波及三角波產(chǎn)生電路7.5.1RC橋式正弦波振蕩電路開環(huán)負(fù)反饋5章-同相比例6章-電壓串聯(lián)正反饋既有正反饋又有負(fù)反饋但沒有輸入6.4負(fù)反饋放大電路的自激問題也沒有輸入遲滯+RC積分同相比例＋正反饋目前二十五頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)概述7.7非正弦波產(chǎn)生電路1.常見的非正弦波矩形波三角波鋸齒波尖頂波階梯波2.信號產(chǎn)生電路的特點(diǎn)

——無輸入、閉環(huán)3.波形的變換正弦波比較積分微分矩形波是基礎(chǔ)波形，可通過波形變換得到其它波形。目前二十六頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)7.7非正弦波產(chǎn)生電路7.7.1矩形波產(chǎn)生電路1.電路組成

輸出無穩(wěn)態(tài)，有兩個暫態(tài)；若輸出為高電平時定義為第一暫態(tài)，則輸出為低電平為第二暫態(tài)。

開關(guān)電路：輸出只有高電平和低電平兩種情況，稱為兩種狀態(tài)；因而采用電壓比較器。

反饋網(wǎng)絡(luò)：應(yīng)引入反饋。在輸出為某一狀態(tài)時孕育翻轉(zhuǎn)成另一狀態(tài)的條件。

延遲環(huán)節(jié)：使得兩個狀態(tài)均維持一定的時間，決定振蕩頻率。利用RC電路實(shí)現(xiàn)。反相遲滯比較器RC低通積分環(huán)節(jié)目前二十七頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)2.工作原理7.7非正弦波產(chǎn)生電路7.7.1矩形波產(chǎn)生電路分析方法：斷開環(huán)路某一點(diǎn)，加入測試信號。突破點(diǎn)：比較器輸出端只有兩個暫態(tài)。設(shè)輸出為某一暫態(tài)，看是否能自動翻轉(zhuǎn)為另一暫態(tài)，并能再回到原暫態(tài)。反相遲滯比較器先求門限電壓:由虛短、虛斷：目前二十八頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)7.7.1矩形波產(chǎn)生電路設(shè)vO=+VZ（因輸出只有兩種狀態(tài)）

vC=0

（電容初值）vO=+VZRC充電vCvF=+FVZ當(dāng)vC>vF時vOvO=VZRC反向充電vCvF=-FVZ當(dāng)vC<vF時vO周而復(fù)始，形成振蕩2.工作原理目前二十九頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)3.波形4.計(jì)算周期問題：能否調(diào)整占空比，產(chǎn)生矩形波？7.7.1矩形波產(chǎn)生電路目前三十頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)5.占空比可變的矩形波產(chǎn)生電路問題：能否同時產(chǎn)生方波和三角波？end7.7.1矩形波產(chǎn)生電路目前三十一頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)7.7非正弦波產(chǎn)生電路7.7.2鋸齒波及三角波產(chǎn)生電路

電路組成用積分運(yùn)算電路可將方波變?yōu)槿遣ǚ聪噙t滯比較器RC積分反相積分電路同相遲滯比較器

分析方法：比較器輸出只有兩個暫態(tài)。設(shè)輸出為某一暫態(tài)，看是否能自動翻轉(zhuǎn)為另一暫態(tài)，并能再回到原暫態(tài)。不能振蕩！應(yīng)更換為目前三十二頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)7.7.2鋸齒波及三角波產(chǎn)生電路1.電路組成反相積分電路反相遲滯比較器反相積分電路同相遲滯比較器習(xí)題9.4.9不能振蕩！可以振蕩！目前三十三頁\總數(shù)四十一頁\編于八點(diǎn)習(xí)題9.4.9畫出vO1、vO2的波形。求振蕩頻率；反相積分電路