模擬電子電路波形發(fā)生和整形電路新下載課件

第八章

波形的產(chǎn)生與變換電路8.1正弦波振蕩的基本原理8.2RC正弦波振蕩電路8.3LC正弦波振蕩電路8.4石英晶體振蕩電路8.5比較器8.6方波發(fā)生器8.7三角波及鋸齒波發(fā)生器一.產(chǎn)生自激振蕩的條件fidXXX-=改成正反饋只有正反饋電路才能產(chǎn)生自激振蕩。8.1正弦波振蕩器的基本原理+Xi–f基本放大器A反饋網(wǎng)絡FX+doXX如果：,ifXX=則去掉,iX仍有信號輸出。反饋信號代替了放大電路的輸入信號。Xi+f基本放大器A反饋網(wǎng)絡FX+doXXXdof基本放大器A反饋網(wǎng)絡FXXFA=1Xd=Xf所以，自激振蕩條件也可以寫成：自激振蕩的條件：（1）振幅條件：（2）相位條件：pjjnFA2=+n是整數(shù)因為：..動畫演示Xdof基本放大器A反饋網(wǎng)絡FXX二.起振條件和穩(wěn)幅原理起振條件：結果：產(chǎn)生增幅振蕩（略大于）1、被動：器件非線性2、主動：在反饋網(wǎng)絡中加入非線性穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，用以調節(jié)放大電路的增益穩(wěn)幅過程：起振時，穩(wěn)定振蕩時，穩(wěn)幅措施：起振過程Xdof基本放大器A反饋網(wǎng)絡FXX1.放大電路2.正反饋網(wǎng)絡3.選頻網(wǎng)絡——只對一個頻率滿足振蕩條件，從而獲得單一頻率的正弦波輸出。常用的選頻網(wǎng)絡有RC選頻和LC選頻4.穩(wěn)幅環(huán)節(jié)——使電路易于起振又能穩(wěn)定振蕩，波形失真小。三.正弦波振蕩器的一般組成8.2RC正弦波振蕩電路一.RC串并聯(lián)網(wǎng)絡的選頻特性R1C1串聯(lián)阻抗：R2C2并聯(lián)阻抗：選頻特性：1.定性分析：（1）當信號的頻率很低時。>>R1>>R2其低頻等效電路為：其頻率特性為：當ω=0時，uf=0，│F│=0=+90°當ω↑時，uf=↑，│F│↑↓0|F|0φF90°（2）當信號的頻率很高時。＜＜R1＜＜R2其高頻等效電路為：其頻率特性為：當ω=∞時，uf=0，│F│=0=-90°當ω↓時，uf=↑，│F│↑↓0|F|0φF-90°ω0=？│F│max=？由以上分析知：一定有一個頻率ω0存在，當ω=ω0時，│F│最大，且=0°0|F|0φF90°0|F|0φF-90°2.定量分析R1C1串聯(lián)阻抗：R2C2并聯(lián)阻抗：頻率特性：通常，取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，則有：式中：可見：當時，│F│最大，且=0°

│F│max=1/3RC串并聯(lián)網(wǎng)絡完整的頻率特性曲線：當時，│F│=│F│max=1/3φF+90°|F|二.RC橋式振蕩器的工作原理：在f0處滿足相位條件：因為：AF=131=F11f+=RRA1f2RR=只需：A=3輸出正弦波頻率：振幅條件：引入負反饋：選：例題:R=1k，C=0.1F，R1=10k。Rf為多大時才能起振？振蕩頻率f0=？AF=1，31=F11f+=RRAA=3Rf=2R1=210=20k=1592Hz起振條件：能自修動穩(wěn)神幅的辭振蕩哲電路半導體熱敏電阻(負溫度系數(shù)）起振焰時Rt較大使A>3爺,易起耀振。當uo幅度總自激頓增長斷時，Rt減小辣，A減小草。當uo幅度碰達某或一值革時，A→3。當uo進一尺步增涉大時匠，RT再減求小,使A<3。因此uo幅度古自動擊穩(wěn)定蠅于某順一幅廳值。能自鑒動穩(wěn)忽幅的及振蕩曲電路起振切時D1、D2不導凝通，Rf1+Rf2略大復于2R1。隨著uo的增賭加，D1、D2逐漸雜導通鞋，Rf2被短見接，A自動木下降牽，起圈到穩(wěn)稱幅作汪用。將Rf分為Rf1和Rf2，Rf2并聯(lián)神二極統(tǒng)管EW址B演示——RC振蕩告器K：雙聯(lián)父波段納開關傾，切換R，用于粗調痛振蕩揚頻率催。C：雙聯(lián)省可調圣電容輛，改德變C，用于鞠細調殲振蕩焰頻率昆。振蕩許頻率帳的調抵節(jié)：_++RfuoRCCR1KKR1R1R2R2R3R3振蕩頻率：三.RC移相購式振悶蕩電馬路1.RC移相去電路（1）RC超前蛋移相垂電路（2）RC滯后趨移相糕電路φA+90°+180°+270°0°φA-90°-180°-270°0°2.RC移相扮式振碑蕩電坦路在f0處滿足慨相位星條件凡：1.LC并聯(lián)減諧振眠回路恒的選頻鮮特性(阻性)LC并聯(lián)嚴諧振特點氣：諧振窯時，狼總路樸電流遞很小予，支湊路電雁流很紗大，暢電感斷與電漏容的導無功徒功率外互相諷補償奶，電穗路呈烤阻性哨。R為電揭感和委回路北中的采損耗倍電阻8.野3LC正弦準波振憲蕩器當時，并聯(lián)揪諧振掛。諧振衣時，散電路加呈阻捐性：Q為諧遮振回垂路的宋品質名因數(shù)旨，Q值越顯大，工曲線劉越陡藏越窄邪，選文頻特卻性越填好。諧振表時LC并聯(lián)妖諧振水電路相當?shù)∫粋€咱大電制阻。LC并聯(lián)箱諧振滿回路檔的幅頻滲特性櫻曲線|Z|Q小Q大互感肝線圈尚的極雞性判址別1234初級獅線圈次級繪線圈同名端1234+–+–在L軟C振醫(yī)蕩器市中，森反饋紙信號攜通過互感傳線圈思引出同名察端：二.變壓架器反頁饋式LC振蕩鳥電路工作賞原理熔：三極跡管共吃射放朝大器長。利用戚互感弱線圈述的同儉名端農：滿足袋相位倍條件窮。振蕩招頻率:判斷鼓是否速是滿外足相倘位條路件——相位莖平衡貞法：斷開嘆反饋先到放分大器衰的輸違入端腰點，妹假設們在輸腎入端垃加入惱一正希極性懸的信州號，殼用瞬洗時極橡性法真判定孟反饋稻信號窮的極比性。梨若反系饋信單號與裝輸入剖信號殘同相堪，則墾滿足豆相位碧條件源；否習則不圣滿足咳。(+夏)(-喝)(+映)(+疲)(+輕)(+氧)(+宮)LC正弦衛(wèi)波振瓦蕩器協(xié)舉例滿足醉相位軍平衡速條件（+）（+）（–）（+）LC正弦答波振躺蕩器悲舉例振蕩除頻率:（–）滿足遼相位喘平衡炊條件仍然氧由LC并聯(lián)旅諧振膠電路必構成桂選頻蒜網(wǎng)絡三.三點灘式LC振蕩論電路原理呆：uf與uo反相uf與uo同相電感打三點逮式：電容芒三點井式：uf與uo反相uf與uo同相1.電感喜三點許式LC振蕩而電路振蕩瘦頻率穴：2.電容早三點嶺式LC振蕩恭電路振蕩面頻率惜：例：試甘判斷碗下圖鉛所示燈三點譽式振資蕩電驚路是咬否滿核足相致位平辟衡條且件。Q值越謠高，授選頻司特性犁越好憂，頻釘率越弊穩(wěn)定評。8.眨4石英協(xié)晶體振蕩庸電路1.頻率傲穩(wěn)定源問題頻率穩(wěn)定度一般由來衡量——頻率偏移量?！袷庮l率。LC振蕩順電路Q——數(shù)百石英演晶體裳振蕩裕電路Q——紀10稿00感0蓬50瘦00減00一.石英招晶體2.基本陪特性1.結構朋：極板底間加沿電場極板評間加皮機械除力晶體機械變形晶體產(chǎn)生電場壓電燭效應稀：交變崇電壓機械振動交變電壓機械腳振動擊的固做有頻甩率與定晶片母尺寸仍有關詠，穩(wěn)毅定性昌高。當交績變電吩壓頻慶率=固有宴頻率獵時，蟲振幅獨最大符號壓電諧振3.石英棒晶體散的等取效電撿路與愈頻率宿特性等效龜電路盞：（1）串愈聯(lián)諧裕振頻率寄特性排：晶體中等效遇純阻宗且阻仙值≈0（2）并虛聯(lián)諧陳振通常所以X感性0容性二.石英示晶體朽振蕩節(jié)電路利用萍石英綢晶體樣的高停品質砍因數(shù)叉的特滾點，牛構成LC振蕩舊電路輩。1.并聯(lián)艦型石湊英晶臣體振活蕩器石英慶晶體襲工作心在fs與fp之間石，相誼當一五個大市電感霧，與C1、C2組成杠電容蛇三點平式振意蕩器傍。由閥于石仰英晶噸體的Q值很跨高，飽可達啊到幾送千以愉上，黑所以搜電路尺可以滅獲得爪很高叔的振津蕩頻降率穩(wěn)志定性莊。X感性0容性2.串聯(lián)尿型石爽英晶昆體振頁蕩器石英任晶體貢工作舌在fs處，呈電吼阻性征，而懼且阻奧抗最蜘小，浩正反治饋最洋強，畢相移罰為零,滿足概振蕩綿的相險位平而衡條會件。對于fs以外倡的頻封率，萬石英筑晶體鈴阻抗敵增大,且相雹移不顏為零菜，不飼滿足毅振蕩祖條件模，電右路不顯振蕩佩。X感性0容性例：分析畜下圖唯的振主蕩電遇路能識否產(chǎn)完生振交蕩，煌若產(chǎn)被生振側蕩,石英葵晶體啦處于督何種漿狀態(tài)斧？8.重5比較掀器將一克個模榴擬電宜壓信炊號與則一參考移電壓相比培較，萍輸出姜一定激的高庫低電姥平。功能坊：構成像：運放辯組成數(shù)的電吃路處爛于非引線性至狀態(tài)撕，輸露出與靠輸入役的關樹系uo=f(ui)是非朋線性血函數(shù)炎。uoui0+UOM-UOM1.運放雄工作巾在非鏈線性油狀態(tài)幕的判圍定：字電路鏟開環(huán)親或引弟入正檔反饋跟。運放辯工作畏在非所線性典狀態(tài)壤基本擁分析配方法2.運放嶄工作攀在非螞線性條狀態(tài)渾的分件析方憲法：若U+＞U-則UO=+UOM；若U+＜U-則UO=-UOM。虛斷笑（運居放輸穿入端繞電流=0）注意秧：此鈴時不柔能用漂虛短咬！uoui0+UOM-UOMuoui0+UOM-UOM1.過零暮比較射器:（門灑限電拴平=0）uoui0+UOM-UOM一.單門督限電淺壓比龍較器tuituo+Uom-Uom例題筑：利紹用電飽壓比獵較器轟將正徐弦波拳變?yōu)檎狗讲ɡ琛?.單門找限比免較器賣（與事參考吉電壓售比較養(yǎng)）uoui0+Uom-UomURE寶FURE眼F為參緩考電辯壓當ui>URE愿F時,uo=+Uom當ui<URE街F時,uo=-Uom運放回處于撤開環(huán)驗狀態(tài)uoui0+Uom-UomURE圣F當ui<URE巧F時,uo=+Uom當ui>URE杯F時,uo=-Uom若ui從反掀相端糊輸入uoui0+UZ-UZ（1）用圾穩(wěn)壓弦管穩(wěn)來定輸寺出電冷壓忽略茄了UD3.限幅帳電路——使輸跨出電謀壓為織一穩(wěn)辱定的今確定旺值當ui>0時,uo=+UZ當ui<0時,uo=-UZ（2）穩(wěn)挑幅電泳路的賤另一某種形廣式：將雙侍向穩(wěn)役壓管園接在爬負反搏饋回椅路中uoui0+UZ-UZ當ui>0時,uo=-UZ當ui<0時,uo=+UZ二.遲滯唇比較云器1.工作局原理——兩個幕門限憂電壓臣。特點:電路醒中使蜓用正常反饋——運放常工作否在非鼠線性祖區(qū)。（1）當uo=+UZ時，（2）當uo=-UZ時，UT+稱上門對限電究壓UT-稱下門鄙限電矩壓UT+-UT-稱為浙回差電壓遲滯辟比較社器的啞電壓抵傳輸縣特性怪：uoui0+UZ-UZUT+UT-設ui,當ui=最<UT-時,uo從-UZ+UZ這時,uo=-UZ,u+=UT-設初陸始值:uo=+UZ,u+=UT+設ui,當ui=射>UT+時,uo從+UZ-UZ例題爸：Rf=1巾0k，R2=1競0k，UZ=6省V，URE干F=1橫0V。當輸而入ui為如錯圖所揪示的灣波形南時，菊畫概出輸墳出uo的波冤形。上下洋限：uoui08V3V傳輸特性+6V-6V3V8Vuiuo+6V-6Vuoui08V3V傳輸特性+6V-6V1.電路恥結構由滯雁回比既較電粗路和RC定時集電路漠構成上下醒限:8.寸6方波訓發(fā)生敘器2.工作帥原理顫：(1山)設uo=+UZ,此時宏，uO給C充電臺,uc，則：u+=UT+0tuo+UZ-UZucUT+0t一旦uc>抖UT+,就有u->盜u+,uo立即沒由＋UZ變成跟－UZ。在uc<恢UT+時，u-<錢u+,設uC初始龜值uC(0+)=趟0方波乓發(fā)生喬器uo保持+UZ不變+UZ此時昏，C向uO放電潑,再踩反向緊充電(2諸)當uo=-UZ時，u+=UT-uc達到UT-時，uo上跳稠。UT+uctUT-當uo重新活回到＋UZ后，燦電路拔又進箱入另軍一個愉周期碎性的店變化匙。-UZ0UT+uctUT-+UZuo0t-UZT完整棗的波胃形：動畫港演示計算壘振蕩犁周期T。EW唉B演示——方波客發(fā)生途器周期鑒與頻沒率的旗計算緞：0UT+uctUT-+UZ-UZT1T2TT=安T1+回T2=2塞T2uc(t)=UC()+UC(0+)-UC()e,=RC-tT2階段uc(t預)的過話渡過施程方仰程為:f=撤1/T可推腳出:3、占空狹比可母調的小方波殖發(fā)生驕器UZuo0t-UZ改變茂電位僑器RW的滑鑰動端姓，就枝改變喊了沖薄放電矛的時摟間，儀從而鏟使方橫波的霞占空升比可訂調。8.詠7三角公波及巴鋸齒寸波信夕號發(fā)巖生器電路光結構：遲滯乏比較緒器+反相甩積分驢器一.三角坡波發(fā)誓生器工作騎原理：若uo1=+UZ，uo2↓，u+↓。當u+≤0時，uo1翻轉摧為-UZ。若uo1=-UZ，uo2↑，u+↑。當u+≥0時，uo1翻轉動為+UZ。波形攜圖振蕩泰周期征：0UT+uo2tUT-+UZuo10t

-UZT二.鋸齒瘋波發(fā)蔽生器改變減積分版器的算正反明向充壺電時悔間常盟數(shù)uo1=+UZ，D截止估，充電膨時間故常數(shù)情