模擬電子技術基礎(第四版)第八章 童詩白主編

華北科技學院電子信息工程學院主講人：林亭生—多媒體教學課件模擬電子技術基礎

FundamentalsofAnalogElectronics

華成英、童詩白主編第八章

波形的發(fā)生和信號的轉換8.1正弦波振蕩電路8.2電壓比較器8.3非正弦波發(fā)生電路8.4利用集成運放實現的信號轉換電路8.5鎖相環(huán)及其在電路中的運用本章重點和考點：1.重點掌握RC正弦波振蕩工作原理。2.重點掌握電壓比較器的傳輸特性。3.掌握非正弦波發(fā)生電路的原理。本章討論的問題：1.在模擬電子電路中需要哪些波形的信號作為測試信號和控制信號？2.正弦波振蕩電路所產生的自激振蕩和負反饋放大電路中所產生的自激振蕩有什么區(qū)別？3.為什么正弦波振蕩電路中必須有選頻網絡？選頻網絡由哪些元件組成？4.為什么說矩形波發(fā)生電路是產生非正弦波信號的基礎？為什么非正弦波發(fā)生電路中幾乎都有電壓比較器？第三版童詩白本章討論的問題：5.電壓比較器與放大電路有什么區(qū)別？集成運放在電壓比較器和運算放大電路中的工作狀態(tài)一樣嗎？6.如何組成矩形波、三角波和鋸齒波發(fā)生發(fā)生電路？7.為什么需要將輸入信號進行轉換？有哪些基本轉換？8.1正弦波振蕩電路8.1.1概述~放大電路反饋網絡如果反饋電壓uf

與原輸入信號ui

完全相等，則即使無外輸入信號，放大電路輸出端也有一個正弦波信號——自激振蕩。(電路要引入正反饋)圖

8.1.2正弦波振蕩電路的方框圖一、產生正弦波振蕩的條件正弦波振蕩電路是在沒有外加輸入信號的情況下，依靠電路自激振蕩而產生正弦波輸出電壓的電路。圖示正弦波振蕩電路的方框圖，它由放大電路和正反饋網絡（具有選頻作用）組成。F+–A1.起振與穩(wěn)幅

由于電擾動（如合閘通電），電路產生一個幅值很小的輸出量，它含有豐富的頻率，若電路只對頻率為fo的正弦波產生正反饋過程，則由于晶體管的非線性特性，當X0的幅值增大到一定程度時，放大倍數的數值將減小。因此，Xo增大到一定數值時，電路達到動態(tài)平衡。即：所以產生正弦波振蕩的條件是：——幅度平衡條件——相位平衡條件電路起振的條件：起振過程2.振蕩條件二、正弦波振蕩電路的組成及分類1.組成（1）放大電路：保證電路能夠從起振到動態(tài)平衡的過程，滿足幅值條件。（2）選頻電路：保證電路產生單一頻率的正弦波振蕩。（3）正反饋網絡：使，滿足相位條件。（4）穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：即非線性環(huán)節(jié)，使輸出信號幅值穩(wěn)定。注：實際中，常將選頻網絡與正反饋網絡“合二而一”。2.分類按選頻網絡不同分類：（1）RC正弦波振蕩電路：f0低，一般在1MHZ以下；（2）LC正弦波振蕩電路：f0高，多在1MHZ以上；（3）石英晶體電路：振蕩頻率穩(wěn)定，可等效LC振蕩電路。

1.檢查電路是否具備正弦波振蕩的組成部分；2.檢查放大電路的靜態(tài)工作點是否能保證放大電路正常工作；

3.分析電路是否滿足自激振蕩的相位平衡條件判斷相位平衡條件的方法是：瞬時極性法。5.估算振蕩頻率和起振條件4.判斷是否滿足振幅平衡條件。三、判斷電路是否可能產生正弦波振蕩的方法和步驟8.1.2

RC正弦波振蕩電路常見的RC正弦波振蕩電路有：（1）RC橋式正弦波振蕩電路；（2）RC移相式振蕩電路；（3）雙T選頻網絡振蕩電路等。一、RC串并聯(lián)選頻網絡

RC串并聯(lián)選頻網絡在正弦波振蕩電路中既為選頻網絡，又為正反饋網絡。Z1Z2取R1=R2=R，C1=C2=C

，令

則：得RC

串并聯(lián)電路的幅頻特性為：相頻特性為：可見，具有選頻特性。0

F01/3+90o-90o二、RC橋式正弦波振蕩電路1.電路組成（1）放大電路：同相比例運算放大電路；（2）選頻與正反饋網絡：R、C串并聯(lián)網路；（3）穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：RF與R1

組成的電壓串聯(lián)負反饋電路。

R1、RF及R、C串聯(lián)、并聯(lián)的R、C各為一臂構成橋路，故此得名，如圖。

RC串并聯(lián)網絡振蕩電路也稱RC橋式正弦波振蕩電路或稱文氏橋振蕩電路(Wien)。2.

振蕩頻率與起振條件（1）振蕩頻率（2）起振條件f=f0時，由振蕩條件知：所以起振條件為：同相比例運放的電壓放大倍數為3.穩(wěn)幅措施為了穩(wěn)定輸出電壓的幅值，一般應在電路中加入非線性環(huán)節(jié)。（1）可選用R1為正溫度系數的熱敏電阻。當UO↑→RF、R1上電流↑→R1的溫度T?C↑→R1↑→Au↓→UO↓（2）可選用RF為負溫度系數的熱敏電阻。（3）在Rf回路串聯(lián)兩個并聯(lián)的二極管，如圖。ID↑→rd

↓,ID↓→rd↑（二極管動態(tài)電阻）加入非線性環(huán)節(jié)，從而穩(wěn)定輸出電壓。三、振蕩頻率可調的RC橋式正弦波振蕩電路用雙層波段開關接不同電容，作為振蕩頻率f0的粗調；用同軸電位器實現f0的微調。RC串、并聯(lián)網絡中，如何調節(jié)頻率？電子琴的振蕩電路_+

+

RF1uoR1CCRfD1D2RF2R28R27R26R25R24R23R22R21R212345176功率放大器使R2>>R1AF

1可調A

2四、其他形式的RC振蕩電路1.

移相式振蕩電路集成運放產生的相位移

A=180o，如果反饋網絡再相移180o，即可滿足產生正弦波振蕩的相位平衡條件。振蕩頻率為：0

270o180o90o當f=f0時，相移180o，滿足正弦波振蕩的相位條件。起振條件：RF>12R2.

雙T選頻網絡振蕩電路振蕩頻率約為：當f=f0

時，雙T網絡的相移為

F=180o；反相比例運放的相移

A=180o，因此滿足產生正弦波振蕩的相位平衡條件。如果放大電路的放大倍數足夠大，同時滿足振幅平衡條件，即可產生正弦波振蕩。起振條件RC橋式振蕩器的工作原理：(總結）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：*三種RC振蕩電路的比較名稱RC串并聯(lián)網絡振蕩電路移相式振蕩電路雙T網絡選頻振蕩電路電路形式振蕩頻率起振條件電路特點及應用場合

可方便地連續(xù)調節(jié)振蕩頻率，便于加負反饋穩(wěn)幅電路，容易得到良好的振蕩波形。電路簡單，經濟方便，適用于波形要求不高的輕便測試設備中。選頻特性好，適用于產生單一頻率的振蕩波形。8.1.3

LC

正弦波振蕩電路

一、LC

諧振回路的頻率特性當頻率變化時，并聯(lián)電路阻抗的大小和性質都發(fā)生變化。并聯(lián)電路的導納：當電路發(fā)生并聯(lián)諧振。圖

8.1.10并聯(lián)諧振角頻率令：——諧振回路的品質因數當Q

>>1時諧振頻率：不同Q

值時，LC并聯(lián)電路的幅頻特性：Z01Z02Q1

>Q2Q1Q2相頻特性：

F+90o-90oQ1Q2Q1

>Q2感性純阻容性結論：

1.當f=f0

時，電路為純電阻性，等效阻抗最大；當f

<

f0

時，電路為感性；當f

>

f0

時，電路為容性。所以LC并聯(lián)電路具有選頻特性。圖

8.1.11

2.Q為諧振回路的品質因數，Q值越大，曲線越陡越窄，選頻特性越好。若以LC并聯(lián)網絡作為共射放大電路的集電極負載當f=f0時，電壓放大倍數的數值最大，且無附加相移。因而電路稱為選頻放大電路若增加正反饋，并用反饋電壓取代輸入電壓，則電路就成為正弦波振蕩電路。LC

正弦波振蕩電路變壓器反饋式電感反饋式電容反饋式互感線圈的極性判別1234初級線圈次級線圈同名端1234+–+–

在LC振蕩器中，反饋信號通過互感線圈引出同名端：二、變壓器反饋式振蕩電路1.工作原理

用瞬時極性判斷為正反饋，所以滿足自激振蕩的相位平衡條件。

-

2.振蕩頻率和起振條件振蕩頻率起振條件圖

8.1.14變壓器反饋式振蕩電路二、變壓器反饋式振蕩電路1.工作原理

用瞬時極性判斷為正反饋，所以滿足自激振蕩的相位平衡條件。

-

三極管共射放大器:利用互感線圈的同端：變壓器反饋式振蕩電路易于產生振蕩，輸出波形失真不大，應用范圍廣泛。但是耦合不緊密，損耗大;且振蕩頻率的穩(wěn)定性不高。三、電感反饋式振蕩電路1.電路組成為了克服變壓器反饋振蕩電路中變壓器原、副邊耦合不緊的缺點，N1和N2合并為一個線圈。為了加強諧振效果，將電容C跨接在整個線圈兩端，如圖所示。-

--2.工作原理判斷電路能否產生正弦波振蕩：(1)電路中包含放大電路、選頻回路、反饋網絡和非線性元件（晶體管）四個部分;(2)放大電路能夠正常工作;(3)由瞬時極性法判斷滿足正弦波振蕩的相位條件;(4)只要電路參數選擇得當，電路就可滿足幅值條件。

由圖可見，原邊線圈的三個端分別接在晶體管的三個電極，故稱電感反饋振蕩電路為電感三點式電路。-

--3.振蕩頻率和起振條件

斷開反饋且空載情況下的交流等效電路如圖示。設Q>>1,則振蕩頻率。反饋系數的數值從A、B兩端向右看進去的等效電阻為可見，易起振不易起振故4.優(yōu)缺點優(yōu)點：由于N2與N1耦合緊密，幅值大;當C可調，可獲得大范圍的振蕩頻率。缺點：由于Uf

取自電感，對高次諧波有較大的電抗，輸出電壓含有高次諧波，波形較差。適用于對波形要求不高的設備中。，四、電容反饋式振蕩電路1.電路組成將電感反饋式振蕩電路中的電容換成電感，電感換成電容，且增加RC，就是電容反饋式振蕩電路，如圖示。

--

-

-因為兩個電容的三個端分別接晶體管的三個極，故又稱為電容三點式電路。RL3.振蕩頻率和起振條件振蕩頻率2.工作原理判斷：（1）電路包含放大電路，選頻網絡，反饋網絡和非線性元件（晶體管）四個部分;（2）放大電路能夠正常工作;（3）用瞬時極性法可知滿足相位條件;（4）只要電路參數選擇得當，電路就可滿足幅值條件，而產生正弦波振蕩。RL反饋系數電壓放大倍數式中集電極等效負載根據,由式可得起振條件為注：（1）不利電路起振利于電路起振要適當，（2）輸出波形好，但用改變電容調節(jié)fo。則會影響電路的起振條件;而用改變電感調節(jié)fo

比較困難。所以常用在固定振蕩頻率的場合。在振蕩頻率可調范圍不大時，可采用圖示選頻網絡。根據實驗確定。若要求電容反饋式振蕩電路的振蕩頻率高達100MHz，怎么辦？采用共基放大電路如何分析？例1電路如圖所示，圖中Cb為旁路電容，C1為耦合電容，對交流信號均可視為短路。為使電路可能產生正弦波振蕩，試說明變壓器原邊線圈和副帶邊線圈的同名端。由瞬時極性法得，變壓器原邊線圈下端和副邊線圈的上端為同名端。解：

L接在晶體管的基極和集電極，L使兩個電極近似短路，放大電路的靜態(tài)工作點不合適，故應在選頻網絡與放大電路輸入端之間加耦合電容。改正圖所示電路中的錯誤，使之有可能產生正弦波振蕩。要求不能改變放大電路的基本接法。例2

Ce容量遠大于C1和C2，故為旁路電容，對交流可視為短路。C1、C2和L構成LC并聯(lián)諧振網絡，C2上電壓為輸出電壓，C1上電壓為反饋電壓，因而為電容反饋式振蕩電路。解：晶體管的集電極直接接電源，交流輸出電壓等于零，所以必須在集電極加電阻RC。例：試判斷下圖所示三點式振蕩電路是否滿足相位平衡條件。仍然由LC并聯(lián)諧振電路構成選頻網絡三點式LC振蕩電路(總結）原理：uf與uo反相uf與uo同相電感三點式：電容三點式：uf與uo反相uf與uo同相1.電感三點式LC振蕩電路振蕩頻率：2.電容三點式LC振蕩電路振蕩頻率：各種LC

振蕩電路的比較同左幾兆赫~一百兆赫同左幾千赫~幾十兆赫適用頻率可達10-5可達10-4~10-5同左可達10-4頻率穩(wěn)定度好好較差一般振蕩波形同左頻率可調，范圍較小。同左頻率可調，范圍較寬。頻率調節(jié)方法及范圍同左起振條件振蕩頻率電路形式電容反饋式改進型電容反饋式電感反饋式變壓器反饋式名稱8.1.4

石英晶體振蕩器

石英晶體諧振器，簡稱石英晶體，具有非常穩(wěn)定的固有頻率。將二氧化硅（SiO2）結晶體按一定的方向切割成很薄的晶片，再將晶片兩個對應的表面拋光和涂敷銀層，并作為兩個極引出管腳，加以封裝，就構成石英晶體振蕩器，其結構示意圖和符號如圖示。一、石英晶體的特點結構示意圖符號

壓電效應：在石英晶片的兩極加一電場，晶片將產生機械變形；若在晶片上施加機械壓力，在晶片相應的方向上會產生一定的電場。

壓電諧振：晶片上外加交變電壓的頻率為某一特定頻率時，振幅突然增加。1.壓電效應和壓電振蕩這一特定的頻率就是石英晶體的固有頻率，也稱諧振頻率。2.石英晶體的等效電路和諧振頻率符號串聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率電抗頻率特性OfXfsfp容性容性感性由于C<<C0

,所以

fp≈fs。其Q值高，穩(wěn)定度

△f/f0。等效電路二、石英晶體正弦波振蕩電路1.并聯(lián)型石英晶體正弦波振蕩電路交流等效電路振蕩頻率由于利用石英晶體的高品質因數的特點，構成LC振蕩電路。并聯(lián)型石英晶體振蕩器

石英晶體工作在fs與fp之間，相當一個大電感，與C1、C2組成電容三點式振蕩器。由于石英晶體的Q值很高，可達到幾千以上，所以電路可以獲得很高的振蕩頻率穩(wěn)定性。X感性0容性2.串聯(lián)型石英晶體振蕩器

石英晶體工作在fs處，呈電阻性，而且阻抗最小，正反饋最強，相移為零,滿足振蕩的相位平衡條件。對于fs以外的頻率，石英晶體阻抗增大,且相移不為零，不滿足振蕩條件，電路不振蕩。調節(jié)R

可改變反饋的強弱，使電路滿足振蕩的幅值平衡條件。以獲得良好的正弦波。

X感性0容性8.2電壓比較器1.電壓比較器將一個模擬量輸入電壓與一個參考電壓進行比較，輸出只有兩種可能的狀態(tài)：高電平或低電平。2.比較器中的集成運放一般工作在非線性區(qū)；處于開環(huán)狀態(tài)或引入正反饋。3.分類：單限比較器、滯回比較器及窗口比較器。8.2.1概述4.比較器是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元，在測量、控制、D/A和A/D轉換電路中應用廣泛。一、電壓比較器的傳輸特性1.電壓比較器的輸出電壓與輸入端的電壓之間函數關系2.閾值電壓：UT當比較器的輸出電壓由一種狀態(tài)跳變?yōu)榱硪环N狀態(tài)所對應的輸入電壓。3.電壓傳輸特性的三要素(1)輸出電壓的高電平UOH和低電平UOL的數值。(2)閾值電壓的數值UT。(3)當uI變化且經過UT時，uO躍變的方向。二、理想運放的非線性工作區(qū)+UOMuOuP-uNO-UOM集成運放的電壓傳輸特性在電壓比較器中，集成運放不是工作在開環(huán)狀態(tài)，就是工作在正反饋。三、電壓比較器的種類1.單限比較器電路只有一個閾值電壓，圖示單限比較器的電壓傳輸特性。2.

滯回比較器電路有兩個閾值電壓，當輸入電壓單方向變化時，uO只躍變一次，但uI從小到大方向和從大到小的方向的閾值電壓不同。圖示滯回比較器的電壓傳輸特性。3.

窗口比較器電路有兩個閾值電壓，輸入電壓單一方向變化過程中，輸出電壓躍變兩次。圖示電壓傳輸特性，中間如開了窗口，稱窗口比較器。8.2.2

單限比較器一、過零比較器

1.過零比較器及其電壓傳輸特性圖示過零比較器及其電壓傳輸特性?？梢?，當uI

<0時，uO=+

UOM；當uI

>

0時，uO

=-

UOM

。uIuO+UOM-UOMO注：要獲得與（b）圖相反的電壓傳輸特性，將（a）圖輸入與地對調。（a）(b)2.電壓比較器輸入級的保護電路為了限制集成運放的差模輸入電壓，保護其輸入級，可加二極管限幅電路。3.電壓比較器的輸出限幅電路常根據需要，在集成運放的輸出端加穩(wěn)壓管限幅電路。圖中R為限流電阻，穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值應小于UOM。(a)圖中，（1）若要求UZ1=UZ2可采用兩只特性相同而又制作在一起的穩(wěn)壓管如圖（b）。穩(wěn)定電壓為(2)限幅電路的穩(wěn)壓管跨接在集成運放的輸出端和反相輸入端之間，如圖示。DZ構成負反饋通路，集成運放工作在線性區(qū)，。注：電路的優(yōu)點：（1）集成運放的凈輸入電壓與凈輸入電流均為近似零，從而保護了輸入級;（2）集成運放沒有工作在非線性區(qū)，因而在輸入電壓過零時，其內部的晶體管不需從截止區(qū)逐漸進入飽和區(qū)，或從飽和區(qū)逐漸進入截止區(qū)，所以提高了輸出電壓的變化速度。問題：過零比較器如圖所示，輸入為正負對稱的正弦波時，輸出波形是怎樣的？傳輸特性uIuO+UOpp

-UOppO+UZ-UZ將正弦波變?yōu)榫匦尾≧1R2二、一般單限比較器

uIuO+UOM-UOMO+UZ-UZ圖示單限比較器，為外加參數電壓。（1）可見，改變UREF的大小和極性，以及R1和R2的大小，就可改變UT的大小和極性。（2）若要改變uI過UT時uO的躍變方向，應將集成運放的同相輸入端與反相輸入端外接電路互換。（3）過零比較器是UT=0的單限比較器。存在干擾時單限比較器的uI、uO

波形單限比較器的作用：檢測輸入的模擬信號是否達到某一給定電平。

缺點：抗干擾能力差。

解決辦法：采用具有滯回傳輸特性的比較器。結論：分析電壓傳輸特性三要素法（1）通過集成運放輸出端所接的限幅電路來確定電壓比較器的UOH和UOL。（2）寫出集成運放uP和uN的表達式，令uP=uN，解得輸入電壓就是閾值電壓UT。（3）uO是在uI過UT時的躍變方向決定于uI作用于集成運放的哪個輸入端。當uI從反相輸入端輸入（或通過電阻接反相輸入端）時，當uI從同相輸入端（或通過電阻接同相輸入端）時，[例8.2.1]在圖8.2.6所示電路中，UZ=±6V，在圖8.2.7中所示電路中，R1=R2=5kΩ，基準電壓UREF=2V，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=±5V；它們的輸入電壓均為圖8.2.8（a）所示的三角波。試畫出圖8.2.6所示電路的輸出電壓u01和圖8.2.7所示電路的輸出電壓u02解圖8.2.6為過零比較器圖8.2.7為一般單限比較器圖8.2.8例8.2.1波形圖R1R28.2.3滯回比較器一、從反相輸入端輸入的滯回比較器電路計算閾值電壓UT電壓傳輸特性uo從+UZ躍變到-UZ的

閾值電壓為+UTuo從-UZ躍變到+UZ的

閾值電壓為-UTuI在-UT與+UT之間增加或減小,uO不發(fā)生變化

UREF為參考電壓；uI

為輸入電壓；輸出電壓uO為+UZ或-UZ。當uP

=uN

時，輸出電壓的狀態(tài)發(fā)生跳變。比較器有兩個不同的門限電平，故傳輸特性呈滯回形狀。

+UZuIuO-UZOUT-UT+圖8.2.10滯回比較器二、加了參考電壓的滯回比較器若uO=

UZ，當uI

逐漸減小時，使uO由

UZ

跳變?yōu)?/p>

UZ

所需的門限電平UT-

回差(門限寬度)

UT：若uO=

UZ，當uI

逐漸增大時，使uO由+UZ

跳變?yōu)?UZ

所需的門限電平UT+已知輸入波形和電壓傳輸特性，分析輸出電壓的波形?！?/p>

UZ

＝±9V[8.2.2]8.2.4窗口比較器參考電壓UREF1>UREF2若uI

低于UREF2，運放A1輸出低電平，A2輸出高電平，二極管VD1

截止，VD2導通，輸出電壓uO為高電平；若uI

高于UREF1，運放A1輸出高電平，A2輸出低電平，二極管VD2

截止，VD1

導通，輸出電壓uO為高電平；圖8.2.13雙限比較器(a)前面的比較器在輸入電壓單一方向變化時，輸出電壓只躍變一次，因而不能檢測出輸入電壓是否在二個電壓之間。當uI

高于UREF2而低于UREF1時，運放A1、A2均輸出低電平，二極管VD1、VD2

均截止，輸出電壓uO為低電平；

上門限電平UTH=UREF1；

下門限電平UTL

=UREF2。uIuOOUTHUTL綜上所述，雙限比較器在輸入信號uI

<UREF2

或uI

>UREF1時，輸出為高電平；而當UREF2<

uI<

UREF1時，輸出為低電平。圖8.2.13(b)8.2.5集成電壓比較器一、集成電壓比較器的主要特點和分類：1.具有較高的開環(huán)差模增益；2.具有較快的響應速度；3.具有較高的共模抑制比和允許共模輸入電壓較高；4.具有較低的失調電壓、失調電流及較低的溫漂。分類：單、雙和四電壓比較通用型、高速型、低電壓型和高精度型普通、集電極（或漏極）開路輸出或互補輸出型（1）在電壓比較器中，集成運放多工作在非線性區(qū)，輸出電壓只有高電平和低電平兩種可能的情況。（2）通常用電壓傳輸特性來描述輸出電壓與輸入電壓的函數關系。（3）電壓傳輸特性的三個要素是輸出電壓的高、低電平，閾值電壓和輸出電壓的躍變方向。輸出電壓的高、低電平決定于限幅電路；令uP=uN所求出的uI就是閾值電壓；uI等于閾值電壓時輸出電壓的躍變方向決定于輸入電壓作用于同相輸入端還是反相輸入端。結論：二、集成電壓比較器的基本接法1.通用型集成電壓比較器AD790引腳圖+12V單電源供電，邏輯電源為5V。±5V雙電源供電，邏輯電源為5V?！?5V雙電源供電，邏輯電源為5V。2.集電極開路集成電壓比較器LM119金屬封裝的管腳圖反相輸入2同相輸入2電路為雙限比較器，能實現線與功能圖8.2.16由LM119構成的雙限比較器及其電壓傳輸特性8.3非正弦波：矩形波、三角波、尖頂波和階梯波等幾種常見的非正弦波非正弦波發(fā)生電路8.3.1矩形波發(fā)生電路矩形波發(fā)生電路是其它非正弦波發(fā)生電路的基礎。一、電路組成及工作原理1.電路的組成

（1）電壓比較器：因矩形波電壓只有高、低電平兩個狀態(tài)（反相輸入滯回比較器）。

（2）反饋電路：因產生振蕩，就要求輸出的兩種狀態(tài)自動的相互轉換（R、C充放電電路）。

（3）RC延時電路：因輸出狀態(tài)要按一定時間間隔交替變化，即產生周期性變化，所以電路中要有延時環(huán)節(jié)來確定每一種狀態(tài)維持的時間（R、C充放電電路）。二、工作原理設t=0時，uC

=

0，uO=+UZ則tOuCOuOtu+u-當u-=uC

=u+

時，t1t2則當u-=uC

=u+

時，輸出又一次跳變，uO=+UZ輸出跳變，uO=-UZ三、振蕩周期電容的充放電規(guī)律：對于放電，解得：結論：改變充放電回路的時間常數及滯回比較器的電阻，即可改變振蕩周期。t1t2tOuCOuOtt3圖

8.3.4振蕩頻率f=1/T四、占空比可調的矩形波發(fā)生電路圖

8.3.5a使電容的充、放電時間常數不同且可調，即可使矩形波發(fā)生器的占空比可調。tOuCuOtOT1T2T充電時間T1放電時間T2占空比D圖

8.3.5b8.3.2三角波發(fā)生電路一、電路的組成在方波發(fā)生電路中，當滯回比較器的閥值電壓數值較小時，可將電容兩端的電壓看成近似的三角波。但是，三角波線性度較差，帶負載后將使電路的性能產生變化。將方波電壓作為積分運算電路的輸入，在積分運算電路的輸出就得到三角波電壓。如圖所示。當uO1=+UZ時，uO將線性下降；而當uO1=-UZ

時，uO將線性上升，如圖（b）所示。實用電路中，一般不用上述波形變換獲得三角波，而將方波發(fā)生器電路中RC充放電回路用積分電路取代，滯回比較器和積分電路的輸出互為另一個電路的輸入。如圖示。R3R4(b)二、工作原理R3R4左邊是同相輸入滯回比較器，右邊為反向積分運算電路。滯回比較器的電壓輸出特性，如圖所示。+UT-UT+UZ-UZuOuI設初態(tài)時，uO1正好從-UZ躍變?yōu)?UZ，則上式可變?yōu)閡O隨t的增長線性下降，當uO=-UT，再稍減小，uO將從+UZ躍變?yōu)?UZ。

+UT-UT+UZ-UZuOuI

uO隨t的增大，線性增大，當uO=+UT，再稍增大，uO將從-UZ躍變?yōu)?UZ，回到初態(tài)。重復上述過程，產生自激振蕩?？梢?，uO為三角波，幅值為

UT;uO1為方波，幅值為UZ。因此稱為三角波—方波發(fā)生電路。由于引入深度電壓負反饋，負載變化，三角波電壓幾乎不變。

ttOuOOuO1三、振蕩頻率由波形可知，正向積分的起始值為-UT，終了值為+UT，積分時間為1/2周期，將它們代入可見，調節(jié)電路中的R1、

R2、R3阻值和C的容量，可改變振蕩頻率f；調節(jié)R2、

R3的阻值，可改變三角波的幅值。圖

8.3.10a8.5.3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

8.3.10b正向積分時間常數遠大于反向積分時間常數或者相反。8.3.5函數發(fā)生器函數發(fā)生器是一種可以同時產生方波、三角波和正弦波的專用集成電路；當調節(jié)外部電路參數時，還可獲得占空比可調的矩形波和鋸齒波。一、電路結構