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1、第八章第八章 波形产生电路与变换电路波形产生电路与变换电路波形产生电路包含正弦波振荡电路和非正弦波产生电路。它们不需要输入信号便能产 生各种周期性的波形，如正弦波、矩形波和锯齿波等。波形变换电路是将输入信号的波形 变成另一种形状，例如将方波变换三角波，将正弦波变换成矩形波等。 8.1 非正弦波产生电路非正弦波产生电路 矩形波、锯齿波、三角波等非正弦波，实质是脉冲波形。产生这些波形一般是利用惰 性元件电容 C 和电感 L 的充放电来实现的，由于电容使用起来方便，所以实际中主要用电 容。 8.1.1 矩形波产生用滞回比较器作开关，RC 组成积分电路，即可组成矩形波产生电路。电路图如（1） 所示：工
2、作原理：电路是通过电阻 Ro 和稳压管对输出限幅，如它们的稳压值相等，则电路输出 电压正、负幅度对称。在利用数据比较器和积分电路的特性即可得到矩形波。 振荡周期计算：它等于正半周期和服半周期的和。我们可通过电容充放电的三要素和转换值求得。其中:；因此振荡周期：从中我们可以看到：改变 R、C 或 R2、R3均可改变电路的振荡周期。我们以上所述的是建立在的基础上。若，则产生的矩形波。 8.1.2 三角波产生电路 用集成运放的积分电路代替矩形波产生电路的 RC 电路， （略加改进）即可形成。它的 电路图如图（2）所示：它的前级集成运放组成滞回比较电路，后级组成积分电路。它可同时产生方波(前级集成运
3、放产生)和三角波(后级集成运放产生)。三角波的电容充放电时间相等，若电容的充放电时间不等而且相差很大，便产生锯齿波。8.2 正弦波产生电路正弦波产生电路 在科学研究、工业生产、医学、通讯、自控和广播技术等领域里，常常需要某一频率 的正弦波作为信号源。例如，在实验室，人们常用正弦作为信号源，测量放大器的放大倍 数，观察波形的失真情况。在工业生产和医疗仪器中，利用超声波可以探测金属内的缺陷、 人体内器官的病变，应用高频信号可以进行感应加热。在通讯和广播中更离不开正弦波。 可见，正弦波应用非常广泛，只是应用场合不同，对正弦波的频率、功率等的要求不同而 已。正弦波产生电路又称为正弦振荡器。 8.2.1
4、 产生正弦振荡的条件 正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般是在放大 电路中引入正反馈，并创造条件，使其产生稳定可靠的振荡。 正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。 其中：其中：接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件相位条件；产生振荡必须满足 幅度条件幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性选频特性；同时它还应具有稳稳 幅特性幅特性。 因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路；反馈网络；选频网络；稳幅电路放大电路；反馈网络；选频网络；稳幅电路四个部 分。 我们在分析正弦振荡电路时，先要判断电路是否振荡。方法是： 是
5、否满足相位条件，即电路是否是正反馈，只有满足相位条件才可能产生振荡； 放大电路的结构是否合理，有无放大能力，静态工作是否合适；是否满足幅度条件，检验，若：(1) 则不可能振荡；(2) 振荡，但输出波形明显失真；(3) 产生振荡。振荡稳定后。此种情况起振容易，振荡稳定，输出波形的失真小。 按选频网络的元件类型，把正先振荡电路分为：RC 正弦波振荡电路；LC 正弦波振荡 电路；石英晶体正弦波振荡电路。 8.2.2 RC 正弦波振荡电路 常见的 RC 正弦波振荡电路是 RC 串并联式正弦波振荡电路，它又被称为文氏桥正弦 波振荡电路。串并联网络在此作为选频和反馈网络。它的电路图如图（1）所示：它的起振条件为： 。它的振荡频率为：它主要用于低频振荡。要想产生更高频率的正弦信号，一般采用 LC 正弦波振荡电路。它的振荡频率为：。石英振荡器的特点是其振荡频率特别稳定，它常用于振荡频率高度稳定的的场合。
