模擬電子技術(shù) 正弦波振蕩電路

模擬電子技術(shù)正弦波振蕩電路第1頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.7.1LC選頻放大電路阻抗頻率響應(yīng)（a）幅頻響應(yīng)（b）相頻響應(yīng)第2頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.7.1LC選頻放大電路2.選頻放大電路第3頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.7.3三點(diǎn)式LC振蕩電路2.電感三點(diǎn)式振蕩電路第4頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.7.3三點(diǎn)式LC振蕩電路3.電容三點(diǎn)式振蕩電路第5頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.7.4石英晶體振蕩電路2.石英晶體的基本特性與等效電路結(jié)構(gòu)極板間加電場(chǎng)極板間加機(jī)械力晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場(chǎng)壓電效應(yīng)交變電壓機(jī)械振動(dòng)交變電壓機(jī)械振動(dòng)的固有頻率與晶片尺寸有關(guān)，穩(wěn)定性高當(dāng)交變電壓頻率=固有頻率時(shí)，振幅最大。壓電諧振第6頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月等效電路A.串聯(lián)諧振特性晶體等效阻抗為純阻性B.并聯(lián)諧振通常所以9.7.4石英晶體振蕩電路2.石英晶體的基本特性與等效電路（a）代表符號(hào)（b）電路模型（c）電抗-頻率響應(yīng)特性第7頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.7.4石英晶體振蕩電路2.石英晶體的基本特性與等效電路實(shí)際使用時(shí)外接一小電容Cs則新的諧振頻率為由于由此看出調(diào)整第8頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

9.3.4二階有源帶阻濾波電路end3.石英晶體振蕩電路第9頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.8非正弦信號(hào)產(chǎn)生電路9.8.2方波產(chǎn)生電路9.8.3鋸齒波產(chǎn)生電路9.8.1電壓比較器單門(mén)限電壓比較器遲滯比較器集成電壓比較器第10頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.8.1電壓比較器，由于|vO|不可能超過(guò)VM，特點(diǎn)：1.單門(mén)限電壓比較器（1）過(guò)零比較器開(kāi)環(huán)，虛短不成立增益A0大于105（忽略了放大器輸出級(jí)的飽和壓降）所以當(dāng)|+VCC|

=|-VEE|=VM=

15V，A0=105時(shí)，可以認(rèn)為vI>0時(shí)，vOmax=+VCCvI<0時(shí)，vOmax=-VEE（過(guò)零比較器）運(yùn)算放大器工作在非線性狀態(tài)下第11頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.8.1電壓比較器特點(diǎn)：1.單門(mén)限電壓比較器（1）過(guò)零比較器開(kāi)環(huán)，虛短不成立增益A0大于105輸入為正負(fù)對(duì)稱的正弦波時(shí)，輸出為方波。電壓傳輸特性第12頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.8.1電壓比較器1.單門(mén)限電壓比較器（2）門(mén)限電壓不為零的比較器電壓傳輸特性（門(mén)限電壓為VREF）第13頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.8.1電壓比較器1.單門(mén)限電壓比較器（2）門(mén)限電壓不為零的比較器（門(mén)限電壓為VREF）(a)VREF＝0時(shí)(b)VREF＝2V時(shí)

(c)VREF＝－4V時(shí)vI為峰值6V的三角波，設(shè)±VCC＝±12V，運(yùn)放為理想器件。第14頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：例圖示為另一種形式的單門(mén)限電壓比較器，試求出其門(mén)限電壓(閾值電壓)VT，畫(huà)出其電壓傳輸特性。設(shè)運(yùn)放輸出的高、低電平分別為VOH和VOL。

利用疊加原理可得理想情況下，輸出電壓發(fā)生跳變時(shí)對(duì)應(yīng)的vP＝vN＝0，即門(mén)限電壓第15頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單門(mén)限比較器的抗干擾能力應(yīng)為高電平錯(cuò)誤電平第16頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.8.1電壓比較器2.遲滯比較器（1）電路組成（2）門(mén)限電壓門(mén)限電壓上門(mén)限電壓下門(mén)限電壓回差電壓第17頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.8.1電壓比較器2.遲滯比較器（3）傳輸特性第18頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：（1）門(mén)限電壓（3）輸出電壓波形例電路如圖所示，試求門(mén)限電壓，畫(huà)出傳輸特性和圖c所示輸入信號(hào)下的輸出電壓波形。（2）傳輸特性第19頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通過(guò)上述幾種電壓比較器的分析，可得出如下結(jié)論：（1）用于電壓比較器的運(yùn)放，通常工作在開(kāi)環(huán)或正反饋狀態(tài)和非線性區(qū)，其輸出電壓只有高電平VOH和低電VOL兩種情況。（2）一般用電壓傳輸特性來(lái)描述輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系。（3）電壓傳輸特性的關(guān)鍵要素

輸出電壓的高電平VOH和低電平VOL門(mén)限電壓輸出電壓的跳變方向令vP＝vN所求出的vI就是門(mén)限電壓vI等于門(mén)限電壓時(shí)輸出電壓發(fā)生跳變跳變方向取決于是同相輸入方式還是反相輸入方式第20頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.8.1電壓比較器3.集成電壓比較器集成電壓比較器與集成運(yùn)算放大器比較：開(kāi)環(huán)增益低、失調(diào)電壓大、共模抑制比小，靈敏度往往不如用集成運(yùn)放構(gòu)成的比較器高。但集成電壓比較器中無(wú)頻率補(bǔ)償電容，因此轉(zhuǎn)換速率高，改變輸出狀態(tài)的典型響應(yīng)時(shí)間是30～200ns。相同條件下741集成運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間為30s左右。第21頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.8.2矩形波發(fā)生電路一、電路組成RC充放電回路遲滯比較器圖9.8.1圖9.8.2遲滯比較器：集成運(yùn)放、R1、R2；充放電回路：R、C；鉗位電路：VDZ、R3。第22頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、工作原理設(shè)t=0時(shí)，uC=

0，uO=+UZ則tOuCOuOtu+u-當(dāng)u-=uC

=u+時(shí)，t1t2則當(dāng)u-=uC

=u+時(shí)，輸出又一次跳變，uO=+UZ輸出跳變，uO=-UZ圖9.8.3第23頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、振蕩周期電容的充放電規(guī)律：對(duì)于放電，解得：結(jié)論：改變充放電回路的時(shí)間常數(shù)及滯回比較器的電阻，即可改變振蕩周期。t1t2tOuCOuOtt3圖9.8.4第24頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生電路圖9.8.6使電容的充、放電時(shí)間常數(shù)不同且可調(diào)，即可使矩形波發(fā)生器的占空比可調(diào)。tOuCuOtOT1T2T充電時(shí)間T1放電時(shí)間T2占空比D圖9.8.5第25頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖9.8.7一、電路組成9.8.3三角波發(fā)生電路二、工作原理OuO1tOuOt當(dāng)u+=u-

=0時(shí)，滯回比較器的輸出發(fā)生跳變。圖9.8.8第26頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、輸出幅度和振蕩周期解得三角波的輸出幅度當(dāng)u+=u-

=0時(shí)，uO1跳變?yōu)?UZ，uO達(dá)到最大值Uom。振蕩周期第27頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖9.8.99.8.4鋸齒波發(fā)生電路一、電路組成OuO1tOuOtT1T2T二、輸出幅度和振蕩周期圖9.8.10第28頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.8.2方波產(chǎn)生電路2.工作原理由于遲滯比較器中正反饋的作用，電源接通后瞬間，輸出便進(jìn)入飽和狀態(tài)。假設(shè)為正向飽和狀態(tài)RC放電RC充電第29頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.振蕩周期計(jì)算其中（9-1）第30頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月代入式(9-1)得同理求得第31頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.占空比可變的方波產(chǎn)生電路9.8.2方波產(chǎn)生電路第32頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.8.3鋸齒波產(chǎn)生電路同相輸入遲滯比較器積分電路充放電時(shí)間常數(shù)不同第33頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月總結(jié)運(yùn)放的應(yīng)用有源濾波器運(yùn)算加減微積分線性