电子技术基础刘继承1

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1、第第11章章 信号的产生与变换电路信号的产生与变换电路 第第1节节 电压比较器电压比较器 第第2节节 滞回比较器（施密特门）滞回比较器（施密特门） 第第3节节 矩形波发生电路（多谐振荡器）矩形波发生电路（多谐振荡器） 第第4节节 三角波发生器三角波发生器 第第5节节 单脉冲发生电路单脉冲发生电路第第6节节 正弦信号发生电路正弦信号发生电路第第7节节 信号的转换电路信号的转换电路电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 第第11章章 信号的发生与变换电路信号的发生与变换电路 信号发生电路信号发生电路包括正弦信号发生电路包括正弦信号发生电路和非正弦信号发生

2、电路两大类，它们无和非正弦信号发生电路两大类，它们无需输入信号激励就能产生各种周期性的需输入信号激励就能产生各种周期性的波形。信号发生电路也称为振荡电路。波形。信号发生电路也称为振荡电路。 信号变换电路信号变换电路是将某种信号波形变换是将某种信号波形变换成另一种波形，或对某种信号波形进行成另一种波形，或对某种信号波形进行整形、延迟使之满足系统的要求。整形、延迟使之满足系统的要求。开 始作 ？业电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.1电压比较器电压比较器主菜单回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出开 始 电压比较器电压比较器是对输入信号进行鉴幅与是对输入信号进行鉴幅与比较的电路，

3、是组成非正弦波发生电路比较的电路，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路，在测量和控制系统中的基本单元电路，在测量和控制系统中有着广泛的应用。有着广泛的应用。 电压比较器的输出电压电压比较器的输出电压u0与输入电压与输入电压uI的函数关系的函数关系u0 = f (uI) 一般用曲线来描一般用曲线来描述，称为述，称为电压传输特性电压传输特性。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.1电压比较器电压比较器 由集成运放器构成的电压比较器，如图由集成运放器构成的电压比较器，如图11.1.1(a)(b)所示；图所示；图(c)是电压传输特性。是电压传输特性

4、。开 始作 ？业电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.1电压比较器电压比较器开 始作 ？业 为了正确画出电压传输特性，为了正确画出电压传输特性，必须确定以必须确定以下三个要素：下三个要素：输出电压高电平的数值输出电压高电平的数值UOH和低电平的和低电平的数值数值UOL。阈值电压的数值阈值电压的数值UT。当当uI 变化且经过变化且经过UT 时，时，uo跃变的方向，跃变的方向， 即是从即是从UOH跃变为跃变为UOL，还是从，还是从UOL跃变跃变 为为UOH。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.

5、1.1单限比较器单限比较器1、过零比较器、过零比较器开 始作 ？业 图图11.1.2(a)所示为反相过零电压比较器，所示为反相过零电压比较器，其特点是：输入其特点是：输入uI接反相输入端，接反相输入端， uI称比较称比较信号；阈值电压信号；阈值电压UT接同相端，且接同相端，且UT=0V。 图图(b)是电压传输是电压传输特性，其输出电压特性，其输出电压为为+UOM或或 -UOM 。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.1.1单限比较器单限比较器 为了限制集成为了限制集成运放的差模输入运放的差模输入电压，保护其输电压，保护其输入级三极管可加入级三

6、极管可加二极管限幅电路二极管限幅电路,如图如图11.1.3。开 始作 ？业电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.1.1单限比较器单限比较器开 始作 ？业 为了满足负载的需要可在输出端加稳压二为了满足负载的需要可在输出端加稳压二极管限幅电路从而获得适合的极管限幅电路从而获得适合的UOL和和UOH，如，如图图11.1.4(a)所示所示。图中。图中R为限流电阻。为限流电阻。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.1.1单限比较器单限比较器开 始作 ？业 有时可将输有时可将输出限幅稳压二出限幅稳压二极

7、管接成如图极管接成如图11.1.5所示形式，所示形式，这样可省去限这样可省去限流电阻。流电阻。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.1.1单限比较器单限比较器 图图11.1.6一般单限比较器及其电压传一般单限比较器及其电压传输特性，输特性， UREF为外加参考电压。为外加参考电压。开 始作 ？业2、一般单限比较器、一般单限比较器电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.1.1单限比较器单限比较器开 始作 ？业 根据叠加原理，集成运放反相输入端根据叠加原理，集成运放反相输入端的电位的电位u为为令令

8、uu0，则求出阈值电压，则求出阈值电压电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.1.1单限比较器单限比较器开 始作 ？业当当u1UT时，即时，即uUT时，即时，即uu，电压传输特性图电压传输特性图11.1.6(b)所示。所示。这里应保证这里应保证UOUZ。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.1.2双限比较器双限比较器 在实际工作中，时常遇到需要检测在实际工作中，时常遇到需要检测输入模拟信号的电平是否处在给定的输入模拟信号的电平是否处在给定的两个门限电平之间，这就要求比较器两个门限电平之间，这就

9、要求比较器有两个门限电平。这种比较器称为双有两个门限电平。这种比较器称为双限比较器。限比较器。开 始作 ？业电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.1.2双限比较器双限比较器开 始作 ？业 双限比较器的一种电路如图双限比较器的一种电路如图11.1.7(a)所示。图（所示。图（b）为电压传输特性。）为电压传输特性。UI为输入电压；为输入电压；C1为同相输入为同相输入 电压比较器电压比较器 ；C2为反相输入为反相输入电压比较器。电压比较器。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2滞回比较滞回比较开

10、 始作 ？业 虽然单限比较器很灵敏虽然单限比较器很灵敏,但是抗干扰但是抗干扰能力差。滞回比较器具有滞回特性能力差。滞回比较器具有滞回特性,即即具有惯性具有惯性,因而也就具有一定的抗干扰因而也就具有一定的抗干扰能力。能力。图图11.2.1由运放构成的滞回比较器。由运放构成的滞回比较器。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2滞回比较滞回比较开 始作 ？业 从图从图11.2.1的输出端的限幅电路可以的输出端的限幅电路可以看出看出, u0=UZ。集成运放反相输入端。集成运放反相输入端电位电位u-=uI，而同相输入端电位，而同相输入端电位 令令u-=

11、u+，求出的就是阈值电压，因，求出的就是阈值电压，因此得出此得出电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2滞回比较滞回比较开 始作 ？业 从电压传输特性曲线上可以看出，当从电压传输特性曲线上可以看出，当 -UTuI+UT时时, 可能是可能是+UZ也可能是也可能是-UZ。 如果比较信号如果比较信号uI是从小于是从小于-UT的值逐渐的值逐渐增大到增大到 -UTuI+UT，那么，那么u0为为+UZ； 如果如果 比较信号比较信号uI 是从大于是从大于 +UT 的值逐的值逐渐减小到渐减小到-UTuI0V时时,图图11.2.2(a)所示电路的所示电路的电压

12、传输特性电压传输特性如图如图11.2.2 (b)所示所示。UT1:下限阈值电压；下限阈值电压；UT2:上限阈值电压；上限阈值电压；U: 回差回差电压。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2滞回比较滞回比较开 始作 ？业 例例11.2.1在图在图11.2.1(a)所示电路中所示电路中,已知稳已知稳压管的稳定电压压管的稳定电压UZ=9V,输入电压输入电压uI的波的波形如图形如图11.2.3(a)所示所示,试画出试画出u0的波形。的波形。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2滞回比较滞回比较开

13、 始作 ？业 解：输出高电平和低电平分别为解：输出高电平和低电平分别为 UZ=9V,阈值电压为阈值电压为 画出电压传输特性如图画出电压传输特性如图11.2.3(c)所所示。根据电压传输特性便可画出示。根据电压传输特性便可画出u0的的波形波形,如图如图11.2.3(b)所示。所示。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2滞回比较滞回比较开 始作 ？业电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2.2由由555定时器构成的施密特门定时器构成的施密特门开 始作 ？业1、555定时器的电路组成定时器的电

14、路组成 555定时器是一种多用途的中规模集成定时器是一种多用途的中规模集成电路器件电路器件,在外围配以少量的阻容元件就可在外围配以少量的阻容元件就可以方便地构成施密特门、单稳态触发器和以方便地构成施密特门、单稳态触发器和矩形波发生器等应用电路。矩形波发生器等应用电路。由由555定时器构定时器构成的施密特门具有滞回比较特性，因此它成的施密特门具有滞回比较特性，因此它与由运算放大器构成的滞回比较器具有相与由运算放大器构成的滞回比较器具有相同的电压传输特性。同的电压传输特性。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2.2由由555定时器构成的施密特门

15、定时器构成的施密特门开 始作 ？业 图图11.2.15 是国产双限型定时器是国产双限型定时器CB555的的电路结构图。电路结构图。 它由比较器它由比较器C1和和C2、基本、基本RS触发器和触发器和集成开路的放电晶体管集成开路的放电晶体管TD三部分组成。三部分组成。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2.2由由555定时器构成的施密特门定时器构成的施密特门开 始作 ？业 555定时器工作原理分析：定时器工作原理分析：电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2.2由由555定时器构成的施密特门定

16、时器构成的施密特门 表表11.2.1 555定时器的符号和功能表定时器的符号和功能表开 始作 ？业电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2.2由由555定时器构成的施密特门定时器构成的施密特门2、 用用555定时器构成的施密特门定时器构成的施密特门开 始作 ？业如图如图11.2.6所示，将所示，将555定时器的两个定时器的两个输入端输入端uI1和和uI2连在一起连在一起作为信号输作为信号输入端，可得入端，可得到施密特门。到施密特门。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2.2由由555定时器

17、构成的施密特门定时器构成的施密特门 由于比较器由于比较器C1和和C2的参考电压不同，的参考电压不同，因而基本因而基本RS触发器的置触发器的置0信号信号(UC1=0)和和置置1信号信号(UC2=0)必然发生在输入信号必然发生在输入信号uI的不同电平。因此，输出电压的不同电平。因此，输出电压u0由高电由高电平变为低电平和由低电平变为高电平所平变为低电平和由低电平变为高电平所对应的对应的uI值也不相同，这样就形成了施值也不相同，这样就形成了施密特触发特性（滞回特性）。密特触发特性（滞回特性）。 开 始作 ？业电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2

18、.2由由555定时器构成的施密特门定时器构成的施密特门开 始作 ？业首先分析首先分析uI从从0逐渐升高的过程：逐渐升高的过程：电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2.2由由555定时器构成的施密特门定时器构成的施密特门开 始作 ？业 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2.2由由555定时器构成的施密特门定时器构成的施密特门开 始作 ？业 图图11.2.7所示是图所示是图11.2.6所示电路的电压所示电路的电压传输特性传输特性,它是一个典型的反相输出的施它是一个典型的反相输出的施密特触发

19、特性，与滞回特性相同。密特触发特性，与滞回特性相同。 通过改变通过改变 uC0 可以调可以调节回差电压节回差电压的大小。的大小。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2.2由由555定时器构成的施密特门定时器构成的施密特门开 始作 ？业3、施密特门基本应用、施密特门基本应用（1）波形转换）波形转换 图图11.2.8中输中输出脉冲宽度出脉冲宽度 tPO可通过改变回差可通过改变回差电压电压U 的大小的大小加以调节。加以调节。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2.2由由555定时器构成的施密

20、特门定时器构成的施密特门开 始作 ？业（2）波形整形）波形整形数字矩形波信号在传输过程中受到干扰变数字矩形波信号在传输过程中受到干扰变成了图成了图11.2.9（a）所示的不规则波形。）所示的不规则波形。图中若负向阈值取为图中若负向阈值取为U1-。若负向阈值取值为若负向阈值取值为U2-, 输入信号顶端输入信号顶端的干扰毛刺在输出中已不复存在。的干扰毛刺在输出中已不复存在。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2.2由由555定时器构成的施密特门定时器构成的施密特门开 始作 ？业（3）幅度鉴别）幅度鉴别 施密特门的翻转取决于输入信号是施密特门的翻

21、转取决于输入信号是否高于否高于UT+或低于或低于UT-，利用这个特性，利用这个特性可以构成幅度鉴别器，用以从这一串可以构成幅度鉴别器，用以从这一串脉冲中检出符合幅度要求的脉冲。图脉冲中检出符合幅度要求的脉冲。图11.2.10所示为一个幅度鉴别器的工作所示为一个幅度鉴别器的工作波形图。波形图。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.2.2由由555定时器构成的施密特门定时器构成的施密特门开 始作 ？业图图11.2.10 幅度鉴别幅度鉴别电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出11.2.3滞回比较器应用举例

22、滞回比较器应用举例开 始作 ？业图图11.2.11是一个温度监测控制电路是一个温度监测控制电路电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出11.2.3滞回比较器应用举例滞回比较器应用举例开 始作 ？业 温度传感器由具有负温度系数温度传感器由具有负温度系数(阻值阻值随温度的增加而减小随温度的增加而减小)的热敏电阻的热敏电阻RT(放置于温度监控处放置于温度监控处)、固定电阻、固定电阻R1和和电源电源-UCC构成。构成。 集成运放集成运放A1和电阻和电阻R2、R3构成跟随构成跟随器器,起隔离作用起隔离作用,以避免后级对以避免后级对uT的影的影响响,显然显然u01

23、=uT。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出11.2.3滞回比较器应用举例滞回比较器应用举例开 始作 ？业 在实际测量中在实际测量中,通常要对输出电压进行通常要对输出电压进行变换和定标变换和定标,使被测温度与输出电压相对使被测温度与输出电压相对应应,因此接入由集成运放因此接入由集成运放A2和和R4R6、RP1及及RP2构成的反相加法电路。例如当被测构成的反相加法电路。例如当被测温度为下限值时温度为下限值时,u01=U01L0,若要求此时若要求此时的的u02=U02L=0,则应使则应使RP2、R6支路的电流支路的电流为为0,因此可得因此可得 即即电子

24、技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出11.2.3滞回比较器应用举例滞回比较器应用举例开 始作 ？业 上式即确定了上式即确定了RP1和和R4的阻值关系。图中的阻值关系。图中被测温度下限值为被测温度下限值为0,U01L=0.97V,则则RP1调调至约至约154.6k即可。而当被测温度为上限即可。而当被测温度为上限值时值时,u01=U01H,若要求此时的若要求此时的u02=U02H,即即输入电压变化量输入电压变化量u01=U01H-U01L,输出电压输出电压变化量变化量u02=U02H-U02L,因此要求电路的电因此要求电路的电压放大倍数压放大倍数 电子技术

25、基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出11.2.3滞回比较器应用举例滞回比较器应用举例开 始作 ？业 上式表示可根据被测温度范围所对应的传上式表示可根据被测温度范围所对应的传感器输出电压变化量和定标电压确定反馈支感器输出电压变化量和定标电压确定反馈支路电阻路电阻 (R6+RP2) 和和R4的阻值关系。图中被测的阻值关系。图中被测温度上限值为温度上限值为100 ,U01H=-11.54V ,如要求此如要求此时时U02H=10V,则则(R6+RP2) 9.46k。 集成运放集成运放A3和和R7、R8构成跟随器构成跟随器,亦起隔亦起隔离作用。显然离作用。显然u03

26、=u02,其电压标的读数按温其电压标的读数按温度标定后即可直接指示被监测的温度。度标定后即可直接指示被监测的温度。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出11.2.3滞回比较器应用举例滞回比较器应用举例开 始作 ？业设设RP=RP3/RP3 同相输入端电压同相输入端电压 u-4与与u+4比较后决定集成运放比较后决定集成运放 A4 构成构成的同向滞回比较器的输出电平。图中的同向滞回比较器的输出电平。图中UREF可通过电位器可通过电位器RP3来调节来调节u+4， 达到达到调节温度控制范围的目的。这里调节温度控制范围的目的。这里R9R12的阻值由温控要求来确

27、定。的阻值由温控要求来确定。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 11.3矩形波发生电路（多谐振荡器）矩形波发生电路（多谐振荡器）开 始作 ？业 矩形波发生电路是其他非正弦波发生矩形波发生电路是其他非正弦波发生电路的基础，当矩形波电压加在积分运电路的基础，当矩形波电压加在积分运放电路的输入端时，输出就获得三角波放电路的输入端时，输出就获得三角波电压；而如果改变积分电路正向积分和电压；而如果改变积分电路正向积分和反相积分的时间常数，使某一方向的积反相积分的时间常数，使某一方向的积分常数趋于分常数趋于0，就能获得锯齿波。，就能获得锯齿波。电子技术基础刘

28、继承电子技术基础刘继承11 1、电路组成及工作原理、电路组成及工作原理 11.3.1由运放构成的矩形波发生器由运放构成的矩形波发生器 因为矩形波电压只有两种状态，不是因为矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器高电平，就是低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分。图是它的重要组成部分。图11.3.1所示为矩所示为矩形波发生电路，它由反相输入的滞回比形波发生电路，它由反相输入的滞回比较器和较器和RC电路组成。电路组成。退 出作 ？业主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回由运放构成的矩形波发生器由运放构成的矩形波发生器电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.

29、1由运放构成的矩形波发生器由运放构成的矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回图图11.3.1中滞回比中滞回比较器的输出电压较器的输出电压阈值电压为阈值电压为电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.3.1由运放构成的矩形波发生器由运放构成的矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 可以看出可以看出|UT+| = |-UT-|=UT。因而电压。因而电压传输特性如图传输特性如图11.3.2所示所示 。 设某一时刻输出电设某一时刻输出电压压u0=+UZ，则同相输，则同相输入端电位入端电位u+=UT+。如。如图图11.3.1中实线箭头所

30、示，中实线箭头所示，uo通过通过R对电容器正向对电容器正向充电。充电。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.3.1由运放构成的矩形波发生器由运放构成的矩形波发生器主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回退 出2、波形分析及主要参数、波形分析及主要参数作 ？业 电容两端电压电容两端电压uC(即集成运放反即集成运放反相输入端电位相输入端电位u-)和电路输出电压和电路输出电压u0波形如图波形如图11.3.3所示。所示。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.3.1由运放构成的矩形波发生器由运放构成的矩形波发生器主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回退 出 矩形波的宽度矩形

31、波的宽度Tk与周期与周期T之比称为之比称为占空比，因此占空比，因此u0是占空比为是占空比为1/2的矩的矩形波。根据电容上的电压波形可知形波。根据电容上的电压波形可知,在在1/2周期内，电容充电的起始值为周期内，电容充电的起始值为 -UT，时间常数为，时间常数为RC;时间时间t趋于无穷趋于无穷时，时，uc趋于趋于+UZ，应用一阶，应用一阶RC电路电路的三要素公式可列出方程的三要素公式可列出方程作 ？业电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.3.1由运放构成的矩形波发生器由运放构成的矩形波发生器主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回退 出 振荡周期振荡周期作 ？业振荡频率振荡频率 由以

32、上分析可知：由以上分析可知：电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.1由运放构成的矩形波发生器由运放构成的矩形波发生器3、占空比可调电路、占空比可调电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 利用二极管的单向导电性可以引导电利用二极管的单向导电性可以引导电流流经不同的通路，从而改变充放电时流流经不同的通路，从而改变充放电时间常数，实现占空比可调。电路及电压间常数，实现占空比可调。电路及电压波形如图波形如图11.3.4所示。所示。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.1由运放构成的矩形波发生器由运放构成的矩形波发生器3、占空比可调电路、占空比可调电路

33、作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.1由运放构成的矩形波发生器由运放构成的矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 若忽略二极管导通时的等效电阻，若忽略二极管导通时的等效电阻，则充电时间常数则充电时间常数 若忽略二极管导通时的等效电阻，若忽略二极管导通时的等效电阻，则放电时间常数则放电时间常数电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.1由运放构成的矩形波发生器由运放构成的矩形波发生器利用一阶利用一阶RC电路的三要素公式可得电路的三要素公式可得作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前

34、进 最 后 返 回 上式表明改变电位器的滑动端可以改变上式表明改变电位器的滑动端可以改变占空比，但不能改变周期。占空比，但不能改变周期。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.1由运放构成的矩形波发生器由运放构成的矩形波发生器 例例11.3.1 在图在图11.3.4(a)所示电路中，已知所示电路中，已知R1=R2=25k，R3=5k，RP=100k，C=0.1F，UZ=8V。试求。试求: （1）输出电压的幅值）输出电压的幅值 和振荡频率约为多少和振荡频率约为多少? （2）占空比的调节范）占空比的调节范 围约为多少围约为多少?作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返

35、回电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.1由运放构成的矩形波发生器由运放构成的矩形波发生器解解（1）输出出电压u0=8V作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.1由运放构成的矩形波发生器由运放构成的矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.3.2 由由555定时器构成的定时器构成的矩形波发生器矩形波发生器1、用、用555定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器 由由555定时定时器接成的矩器接成的矩形波发生器形波发生器的电路如图的电路

36、如图11.3.5所示。所示。作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.2由由555定时器构成的定时器构成的矩形波发生器矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回图图11.3.6矩形波发生器的工作波形图矩形波发生器的工作波形图电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.2由由555定时器构成的定时器构成的矩形波发生器矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 电容放电时间常数，即电容放电时间常数，即uC由由2/3UCC降到降到1/3UCC所需的时间为所需的时间为 电

37、容充电时间常数，即电容充电时间常数，即uC由由1/3UCC升升到到2/3UCC所需的时间为所需的时间为电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.2由由555定时器构成的定时器构成的矩形波发生器矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 所以在输出端得到方波的频率为所以在输出端得到方波的频率为 输出脉冲的占空比为输出脉冲的占空比为 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.2由由555定时器构成的定时器构成的矩形波发生器矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 由于由于555定时器内部的比较器灵敏度较定时器内部的比较器

38、灵敏度较高，而且采用差分电路形式，它的振荡频高，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。率受电源电压和温度变化的影响很小。 用用CB555组成的矩形波发生器最高振荡组成的矩形波发生器最高振荡频率可达频率可达500kHz，用，用CB7555组成的矩形波组成的矩形波发生器最高振荡频率可达发生器最高振荡频率可达1MHz。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.2由由555定时器构成的定时器构成的矩形波发生器矩形波发生器 2、占空比可调的多谐振荡器、占空比可调的多谐振荡器 图图11.3.6所示电路输出波形，其占空比所示电路输出波形，其占空比始终大于始终大于50。如

39、果要得到占空比小于。如果要得到占空比小于或等于或等于50的矩形波，电路可按图的矩形波，电路可按图11.3.7的形式连接。的形式连接。作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.2由由555定时器构成的定时器构成的矩形波发生器矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 由图可知由图可知电容电容C的充的充电时间变为电时间变为T1=R1Cln2电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.2由由555定时器构成的定时器构成的矩形波发生器矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返

40、 回 而放电时间为而放电时间为T2=R2Cln2故得输脉故得输脉冲的占空比为冲的占空比为 若取若取R1=R2，则则q=50%。图。图11.3.7所示电路得振荡周所示电路得振荡周期也相应地变成期也相应地变成 T=T1+T2=(R1+R2)Cln2电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.2由由555定时器构成的定时器构成的矩形波发生器矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 例例11.3.2 试用试用555定时器设计一个多谐定时器设计一个多谐振荡器振荡器,要求振荡周期为要求振荡周期为1s，输出脉冲幅，输出脉冲幅度大于度大于3V而小于而小于5V，输出脉冲的占

41、空比，输出脉冲的占空比q2/3。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.2由由555定时器构成的定时器构成的矩形波发生器矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 解：解： 由由CB555的特性参数可知，当的特性参数可知，当电源电压取为电源电压取为5V时，在时，在100mA的输出的输出电流下输出电压的典型值为电流下输出电压的典型值为3.3V，所以，所以取取UCC5V可以满足对输出脉冲幅度的可以满足对输出脉冲幅度的要求。若采用图要求。若采用图11.3.5电路，可知电路，可知电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.2由由555定时器构成的定时器

42、构成的矩形波发生器矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.2由由555定时器构成的定时器构成的矩形波发生器矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 因为因为R1=R2,所以取两只所以取两只47k的电位器的电位器串联串联,即得到图即得到图11.3.8所示的设计结果。所示的设计结果。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.2由由555定时器构成的定时器构成的矩形波发生器矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 图图11.3.9所示为一个由所示为

43、一个由555定时器构定时器构成得占空比可调的多谐振荡器成得占空比可调的多谐振荡器EWB仿仿真电路和仿真输出波形。电路中的参真电路和仿真输出波形。电路中的参数如图数如图11.3.9（a）所示，）所示，EWB仿真输仿真输出出uC、u0的波形如图的波形如图11.3.9(b)所示。所示。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.2由由555定时器构成的定时器构成的矩形波发生器矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.2由由555定时器构成的定时器构成的矩形波发生器矩形波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退

44、前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.3.3矩形波发生器应用举例矩形波发生器应用举例1、模拟声响发生器、模拟声响发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 用两个矩形波发生器按图用两个矩形波发生器按图 11.3.10(a)所示所示连接，可构成模拟声响发生器。连接，可构成模拟声响发生器。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 11.3.3矩形波发生器应用举例矩形波发生器应用举例图中第一片图中第一片555定时器的输出定时器的输出u01接至接至第二片第二片555定时器的复位输入端定时器的

45、复位输入端(4脚脚)，第二片第二片555定时器的输出定时器的输出u02驱动扬声器驱动扬声器发声。适当选择电阻、电容的参数值发声。适当选择电阻、电容的参数值,使第一片使第一片555定时器的振荡频率为定时器的振荡频率为1Hz,第二片第二片555定时器的振荡频率为定时器的振荡频率为2kHz，如如图图11.3.10(b)所示。所示。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.3.3矩形波发生器应用举例矩形波发生器应用举例 2、直流电动机脉冲调速电路、直流电动机脉冲调速电路 作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 直流电动机脉冲调速电路如图直流电动机脉冲调速电路如图11.3.11所

46、示。所示。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.3.3矩形波发生器应用举例矩形波发生器应用举例 作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回图中用图中用555集成定时器构成占空比可调的集成定时器构成占空比可调的多谐振荡器多谐振荡器; R4、DZ1和和C1使多谐振荡获得使多谐振荡获得稳定的稳定的12V电源电压；三只并联工作的功电源电压；三只并联工作的功率场效应晶体管率场效应晶体管T1、T2、T3作为功率开关作为功率开关管，与直流电动机串联；管，与直流电动机串联； 改变改变555输出电输出电压占空比，可改变功率管的导通时间，从压占空比，可改变功率管的导通时间，从而改变直流电机

47、的转速。而改变直流电机的转速。 DZ2使功率管栅使功率管栅极电压幅值限制在极电压幅值限制在10V。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4 三角波发生电路三角波发生电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 在方波发生器电路中，当滞回比较器在方波发生器电路中，当滞回比较器的阈值电压的数值较小时，可将电容两的阈值电压的数值较小时，可将电容两端的电压看成为近似三角波。但是一方端的电压看成为近似三角波。但是一方面这个三角波的线性度较差，另一方面面这个三角波的线性度较差，另一方面带负载后将使电路的性能产生变化。带负载后将使电路的性能产生变化。由运放构成的三角波发生器由运放

48、构成的三角波发生器电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4 .1 由运放构成的三角波发生器由运放构成的三角波发生器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回1、工作原理、工作原理由运放构成的三角波发生器由运放构成的三角波发生器 我们通过下面动画看一下由运放我们通过下面动画看一下由运放构成的三角波发生器的电路及波形。构成的三角波发生器的电路及波形。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.1由运放构成的三角波发生器由运放构成的三角波发生器 图图11.4.2三角波发生电路三角波发生电路 图图11.4.3滞回比滞回比较器的电压传输特性。较器的电压传输特性。作 ？业

49、退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.1由运放构成的三角波发生器由运放构成的三角波发生器 2、主要参数、主要参数作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回振荡周期振荡周期振荡频率振荡频率电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.2由三角波发生器产生锯齿波由三角波发生器产生锯齿波作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 利用二极管的单相导电性使积分电路利用二极管的单相导电性使积分电路两个方向的积分通路不同，就可以得到两个方向的积分通路不同，就可以得到锯齿波发生电路，如图锯齿波发生电路，如图

50、11.4.5（a）所示，）所示，图中图中R3的阻值远小于的阻值远小于RP。图（。图（b）为输）为输出电压波形。出电压波形。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.2由三角波发生器产生锯齿波由三角波发生器产生锯齿波作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回1、锯齿波发生电路、锯齿波发生电路电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.2由三角波发生器产生锯齿波由三角波发生器产生锯齿波作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 设二极管导通时的等效电阻可忽略不计设二极管导通时的等效电阻可忽略不计,电位器的滑动端移到最上端。当电位器的滑动端移到最上端

51、。当u01=+UZ时时, D1导通导通, D2截止截止,输出电压的表达式为输出电压的表达式为 u0随时间线性下降。当随时间线性下降。当u01=-UZ时时, D2导通导通D1, 截止截止,输出电压的表达式为输出电压的表达式为 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.2由三角波发生器产生锯齿波由三角波发生器产生锯齿波作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回由此可得出下降时间由此可得出下降时间上升时间上升时间所以振荡周期所以振荡周期 由于由于R3的阻值远小于的阻值远小于RP,所以可以认为所以可以认为TT2。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.2由三角波发

52、生器产生锯齿波由三角波发生器产生锯齿波作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2、波形变换电路、波形变换电路电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.2由三角波发生器产生锯齿波由三角波发生器产生锯齿波作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 三角波电压如图三角波电压如图11.4.6（a）所示，经）所示，经波形变换电路所获得的锯齿波电压，如波形变换电路所获得的锯齿波电压，如图图11.4.6（b）所示。分析两个波形的关）所示。分析两个波形的关系可知，当三角波上升时，锯齿波与之系可知，当三角波上升时，锯齿波与之相等，即相等，即 当三角波下降时，锯齿波与之

53、相反，即当三角波下降时，锯齿波与之相反，即电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.2由三角波发生器产生锯齿波由三角波发生器产生锯齿波作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 因此因此,波形变换电路应为比例运算电波形变换电路应为比例运算电路，当三角波上升时，比例系数为路，当三角波上升时，比例系数为1；当三角波下降时，比例系数为当三角波下降时，比例系数为-1；利；利用可控的电子开关（如图用可控的电子开关（如图11.4.8），可），可以实现比例系数的变化。以实现比例系数的变化。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.2由三角波发生器产生锯齿波由三角波发生器产

54、生锯齿波作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 图图11.4.7三角波锯齿波电路三角波锯齿波电路 图图11.4.8 可可控电子开关电路控电子开关电路电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.3三角波发生器应用举例三角波发生器应用举例作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 三角波发生器的应用实例很多，在三角波发生器的应用实例很多，在这里我们以常用的开关电源为例，介这里我们以常用的开关电源为例，介绍一下三角波的应用。开关电源的方绍一下三角波的应用。开关电源的方框图如图框图如图11.4.9(a)所示。所示。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 1

55、1.4.3三角波发生器应用举例三角波发生器应用举例作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回1、电路组成、电路组成电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.3三角波发生器应用举例三角波发生器应用举例 作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 电路是由电路是由开关脉冲发生器开关脉冲发生器(由振荡器由振荡器和脉宽调制电压比较器组成和脉宽调制电压比较器组成)、开关调开关调整管整管和和储能滤波电路储能滤波电路三部分组成。这三部分组成。这三部分的功能分别为三部分的功能分别为: 开关脉冲发生器开关脉冲发生器：它一般由振荡器：它一般由振荡器和脉宽调制电压比较器组成

56、，产生和脉宽调制电压比较器组成，产生开关脉冲。脉冲的宽度受比较器输开关脉冲。脉冲的宽度受比较器输出电压的控制。出电压的控制。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.3三角波发生器应用举例三角波发生器应用举例作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回开关调整管开关调整管：它一般有功率管组成：它一般有功率管组成,在在开关脉冲的作用下开关脉冲的作用下,使其导通或截止使其导通或截止,工作在开关状态。开关脉冲的宽窄控工作在开关状态。开关脉冲的宽窄控制调整管导通与截止的时间比例，从制调整管导通与截止的时间比例，从而输出与之成比例的断续脉冲电压。而输出与之成比例的断续脉冲电压。电

57、子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.3三角波发生器应用举例三角波发生器应用举例作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回储能滤波电路储能滤波电路：它一般由电感：它一般由电感L、电、电容容C和二极管和二极管D组成。能把调整管输组成。能把调整管输出的断续脉冲电压变成连续的平滑直出的断续脉冲电压变成连续的平滑直流电压。当调整管导通时间长，截止流电压。当调整管导通时间长，截止时间短时，输出直流电压就高，反之时间短时，输出直流电压就高，反之则低。则低。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.3三角波发生器应用举例三角波发生器应用举例 2、工作原理和稳压过程、工作

58、原理和稳压过程 作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.3三角波发生器应用举例三角波发生器应用举例作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 正常情况下输出电压正常情况下输出电压U0恒定不变，即恒定不变，即为该稳压器的标称值，此时为该稳压器的标称值，此时UF与与UREF应相等，则应相等，则u01=0，A2比较器即为过零比较器即为过零比较器，此时比较器，此时u02波形的占空比波形的占空比q=50%，波形如图，波形如图11.4.11(a)所示；所示；当当uo10时，与三角波比较结果使时，与三角波比较结果使u02

59、波型的占空比波型的占空比q0时，与三角波比较结果使时，与三角波比较结果使u02 波形的占空比波形的占空比q50%，波形如图，波形如图11.4.11(C)所示。所示。 当输入电压当输入电压UI或负载电流或负载电流I0变化时，变化时，将引起输出电压将引起输出电压U0偏离标称值。由于偏离标称值。由于负反馈的作用负反馈的作用,电路将自动调整而使电路将自动调整而使U0基本上维持在标称值不变。基本上维持在标称值不变。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.3三角波发生器应用举例三角波发生器应用举例作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2、采用集成控制器的开关直流稳压电源、

60、采用集成控制器的开关直流稳压电源 图图11.4.12所示为采用所示为采用CW3524集成控制器集成控制器的单端输出降压型开关稳压电源实用电路，的单端输出降压型开关稳压电源实用电路，该稳压电源该稳压电源U0=+5V，I0=1A。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.3三角波发生器应用举例三角波发生器应用举例作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 CW3524集成电路共有集成电路共有16个引脚。其个引脚。其内部电路包含基准电压器、三角波振荡内部电路包含基准电压器、三角波振荡器、比较放大器、脉宽调制电压比较器、器、比较放大器、脉宽调制电压比较器、限流保护等主要部分。

61、振荡器的振荡频限流保护等主要部分。振荡器的振荡频率由外接远见的参数来确定。率由外接远见的参数来确定。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.3三角波发生器应用举例三角波发生器应用举例作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 15、8脚接入电压脚接入电压UI的正负端的正负端;12、11脚和脚和14、13脚为驱动调整管基极的脚为驱动调整管基极的开关信号的两个输出端开关信号的两个输出端(即脉宽调制电即脉宽调制电压比较器的输出信号压比较器的输出信号),两个输出端可两个输出端可单独使用单独使用,亦可并联实用亦可并联实用,连接时一端连接时一端接开关调整管的基极接开关调整管的基

62、极,另一端接另一端接8脚脚(即即地端地端); 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.4.3三角波发生器应用举例三角波发生器应用举例作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 1、2脚分别为比较放大器的反相脚分别为比较放大器的反相和同相输入端和同相输入端; 16脚为基准电压源脚为基准电压源输出端输出端; 6、7脚分别为三角波振荡脚分别为三角波振荡外接振荡元件外接振荡元件RT、CT的连接端的连接端;9脚脚为防止自激的相位矫正元件为防止自激的相位矫正元件R 、C 的连接端。的连接端。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.5 单脉冲发生电路单脉冲发生电路 （单稳态

63、触发器）（单稳态触发器） 单脉冲发生电路，通常称单稳态单脉冲发生电路，通常称单稳态触发器。顾名思义，电路的输出为触发器。顾名思义，电路的输出为单脉冲。产生单脉冲的电路有多种单脉冲。产生单脉冲的电路有多种形式，由形式，由555定时器构成的单稳态触定时器构成的单稳态触发器是经常被采用一种。发器是经常被采用一种。作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 图图11.5.1是用是用555定时器接成的单稳定时器接成的单稳态触发器电路原理图。态触发器电路原理图。 11.5.1 由由555定时器

64、构成单稳态触发器定时器构成单稳态触发器1、结构及工作原理、结构及工作原理电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 假定接通电源后，假定接通电源后，uI处于高电平处于高电平，那，那么这时电路一定处于么这时电路一定处于uC1=uC2=1，Q=0, u0=0的状态，我们称的状态，我们称电路处于稳态电路处于稳态； 11.5.1 由由555定时器构成单稳态触发器定时器构成单稳态触发器 当触发脉冲的下降沿到达当触发脉冲的下降沿到达,使使uI2跳变跳变到到1/3UCC以下时，使以下时，使uC2=0(此时此时uC1=1),触发器被置触发器被置1，u0跳

65、变为高电平，跳变为高电平，电路电路进入暂稳态进入暂稳态；电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 11.5.1 由由555定时器构成单稳态触发器定时器构成单稳态触发器 与此同时与此同时TD截止，截止，UCC经开始经开始R向向电容电容C充电。当充至充电。当充至uC=2/3UCC时，时，uC1变成变成0。注意注意，此时输入端的触发此时输入端的触发脉冲已消失脉冲已消失，uI 回到了高电平回到了高电平。则触。则触发器将被置发器将被置0，于是输出返回，于是输出返回 u0=0 的的状态。同时状态。同时TD又变为导通状态，电路又变为导通状态，电路回到

66、稳态。回到稳态。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.5 单脉冲发生电路单脉冲发生电路 （单稳态触发器）（单稳态触发器）作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电容电容C经经TD迅速放迅速放电，直至电，直至uC0，电，电路恢复到稳态。图路恢复到稳态。图11.5.2画出了在触画出了在触发信号作用下发信号作用下uC和和u0相应的波形。相应的波形。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.5 单脉冲发生电路单脉冲发生电路 （单稳态触发器）（单稳态触发器）作 ？业退 出

67、主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 输出脉冲的宽度输出脉冲的宽度tW等于暂稳态的持续等于暂稳态的持续时间，而暂稳态的持续时间取决于外接时间，而暂稳态的持续时间取决于外接电阻电阻R和电容和电容C的大小。由图的大小。由图11.5.2 可可知，知，tW等于电容电压在充电过程中从等于电容电压在充电过程中从0上升到上升到 所需要的时间，因此得到所需要的时间，因此得到电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.5 单脉冲发生电路单脉冲发生电路（单稳态触发器）（单稳态触发器）2、应用、应用（1）脉冲整形）脉冲整形作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 图图11.5.3（a）

68、所示）所示为不规则输入波形，为不规则输入波形，经单稳态触发器处理经单稳态触发器处理后，可以得到固定宽后，可以得到固定宽度、固定幅度，且上度、固定幅度，且上升沿、下降沿陡峭的升沿、下降沿陡峭的规整矩形波输出，如规整矩形波输出，如图图11.5.3（b）所示。）所示。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.5 单脉冲发生电路单脉冲发生电路（单稳态触发器）（单稳态触发器） 作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回(2)脉冲定时脉冲定时 单稳态触单稳态触发器用于脉发器用于脉冲定时，可冲定时，可实现高频脉实现高频脉冲序列的定冲序列的定时选通功能。时选通功能。电子技术基础刘继承电子技

69、术基础刘继承11 11.5.2集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回1、CT74121的引脚功能的引脚功能 CT74121是具有施是具有施密特触发输入的单稳密特触发输入的单稳态触发器，它的引脚态触发器，它的引脚排列如图排列如图11.5.5所示。所示。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.5.2集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回表表11.5.1 CT74121的功能表的功能表电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.5.2集成单稳态触发器集

70、成单稳态触发器74121简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 从功能表可以从功能表可以看出看出CT 74121 既既 可以上升沿可以上升沿触发也可以下降触发也可以下降沿触发，图沿触发，图11.5.6(a)所示为所示为组件下降沿触发组件下降沿触发的一种接线图。的一种接线图。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.5.2集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2、CT74121的基本应用的基本应用（1）噪声消除电路）噪声消除电路 利用单稳态触发器可以构成噪声消除电路。利用单稳态触发器可以构成噪声

71、消除电路。通常噪声多表现为尖脉冲，宽度较窄且不定，通常噪声多表现为尖脉冲，宽度较窄且不定，而游泳的信号都具有一定的宽度。利用单稳而游泳的信号都具有一定的宽度。利用单稳电路，将输出脉宽调节到大于噪声宽度而小电路，将输出脉宽调节到大于噪声宽度而小于信号的脉宽，即可消除噪声，提高电路的于信号的脉宽，即可消除噪声，提高电路的抗干扰能力。由单稳态触发器组成的噪声消抗干扰能力。由单稳态触发器组成的噪声消除电路及波形如图除电路及波形如图11.5.7所示。所示。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.5.2集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最

72、后 返 回 图图11.5.7噪声消除电路噪声消除电路电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.5.2集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回图图11.5.8 脉冲延时电路及波形。脉冲延时电路及波形。（2）脉冲信号的延时电路）脉冲信号的延时电路电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.5.2集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回（3）脉冲宽度鉴别器）脉冲宽度鉴别器此电路可以鉴别两个脉冲宽度不等的信号。此电路可以鉴别两个脉冲宽度不等的信号。电子技术基

73、础刘继承电子技术基础刘继承11 11.5.2集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回若输入信号脉宽小于若输入信号脉宽小于tW，则，则uL1输出负脉输出负脉冲，若输入信号脉宽冲，若输入信号脉宽大于大于tW，uI2输出负脉输出负脉冲，从而鉴别了脉冲冲，从而鉴别了脉冲宽度。其工作过程可宽度。其工作过程可用图用图11.5.9(b)说明。说明。从从uI分别输入两个脉冲宽度不等的信号。分别输入两个脉冲宽度不等的信号。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.5.2集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121简介简介作 ？业退 出主菜单

74、开 始 回 退 前 进 最 后 返 回（4）倍频器）倍频器 用两个用两个74121构成倍频器，如图构成倍频器，如图11.5.10所示。所示。一个上升沿触发一个上升沿触发与一个下降沿触与一个下降沿触发的两个单稳态发的两个单稳态触发器并联，输触发器并联，输入的脉冲一个周入的脉冲一个周期内，可得到两期内，可得到两个输出脉冲，实个输出脉冲，实现了倍频如图现了倍频如图(b)。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.5.2集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回（5）同步分频器）同步分频器 若将若将1kHz信号分频为信号分频为1H

75、z。需要。需要3个个十进制计数器。若用非重复触发型单十进制计数器。若用非重复触发型单稳态电路实现十分方便，只要将脉宽稳态电路实现十分方便，只要将脉宽控制在大于控制在大于0.99s而小于而小于1s的范围内即的范围内即可。可。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.5.3单稳态触发器的应用实例单稳态触发器的应用实例作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回图图11.5.11暗房曝光定时器暗房曝光定时器电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.6正弦信号发生电路正弦信号发生电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 自激振荡电路自激振荡电路(简称振荡

76、电路简称振荡电路)是一种是一种不需要外接输入信号就能将直流能源转不需要外接输入信号就能将直流能源转换成具有一定频率、一定幅度和一定波换成具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流能量输出的电路。按振荡波形形的交流能量输出的电路。按振荡波形可分为正弦波振荡电路和非正弦波振荡可分为正弦波振荡电路和非正弦波振荡电路。电路。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11 11.6 正弦波振荡器的振荡条件正弦波振荡器的振荡条件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 如果一个放大电路在它的输入端不如果一个放大电路在它的输入端不外接信号的情况下，在输出端仍有一外接信号的情况下，在输出端仍有一定频率

77、和幅度的输出，这种现象称为定频率和幅度的输出，这种现象称为放大电路的自放大电路的自激振荡。如图激振荡。如图11.6.1是振荡是振荡电路的方框示电路的方框示意图。意图。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.1 正弦波振荡器的振荡条件正弦波振荡器的振荡条件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回1、振荡条件、振荡条件 振荡电路没有外界信号输入，而电路却振荡电路没有外界信号输入，而电路却有一个稳定的信号输出，则要求有一个稳定的信号输出，则要求 环路增益环路增益由此可得振荡电路的由此可得振荡电路的幅值平衡条件幅值平衡条件相位平衡条件相位平衡条件式中式中n是整数是整数0dB

78、增益正反馈。增益正反馈。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.1 正弦波振荡器的振荡条件正弦波振荡器的振荡条件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2、起振与稳幅、起振与稳幅 起振的幅值条件要求起振的幅值条件要求 ，而相位，而相位条件仍然是条件仍然是 。 输出正弦信号的幅值得大小在一定输出正弦信号的幅值得大小在一定程度上取决于程度上取决于A、F的大小，注意的大小，注意A、F值的变化很小，且伴随着频率的改变。值的变化很小，且伴随着频率的改变。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.1 正弦波振荡器的振荡条件正弦波振荡器的振荡条件作 ？业退 出主菜单开 始

79、 回 退 前 进 最 后 返 回3、振荡电路的组成、分析和分类、振荡电路的组成、分析和分类（1）振荡电路的基本环节）振荡电路的基本环节 一般振荡电路是由一般振荡电路是由放大电路放大电路和和反反馈网络馈网络两部分组成，其中具有信号放两部分组成，其中具有信号放大、正反馈、选频和稳幅四个基本环大、正反馈、选频和稳幅四个基本环节。节。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.1 正弦波振荡器的振荡条件正弦波振荡器的振荡条件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回检查振荡电路是否具有放大电路、反检查振荡电路是否具有放大电路、反 馈电路和选频网络等基本环节。馈电路和选频网络等基本

80、环节。（2）振荡电路的分析）振荡电路的分析检查放大电路的静态工作点是否合适。检查放大电路的静态工作点是否合适。检查振荡电路是否满足相位平衡条件。检查振荡电路是否满足相位平衡条件。检查振荡电路是否满足幅值平衡条件。检查振荡电路是否满足幅值平衡条件。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.1 正弦波振荡器的振荡条件正弦波振荡器的振荡条件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 对于一个振荡电路，首先要判断它能对于一个振荡电路，首先要判断它能否产生振荡。对能振荡的电路，其振荡否产生振荡。对能振荡的电路，其振荡频率可根据选频网络选频条件推算，即频率可根据选频网络选频条件推算

81、，即振荡输出信号频率振荡输出信号频率，等于振荡器固有，等于振荡器固有频率频率0。其中。其中电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.1 正弦波振荡器的振荡条件正弦波振荡器的振荡条件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回（3）分类）分类 根据不同的选频网络，正弦波振荡根据不同的选频网络，正弦波振荡电路可分为电路可分为RC正弦波振荡电路、正弦波振荡电路、LC正弦波振荡电路和石英晶体正弦波振正弦波振荡电路和石英晶体正弦波振荡电路。荡电路。 RC 振荡电路一般用来产生数赫兹振荡电路一般用来产生数赫兹到数百千赫兹的低频信号；到数百千赫兹的低频信号；LC振荡电振荡电路主要用来产

82、生数百千赫兹以上高频路主要用来产生数百千赫兹以上高频信号信号;石英晶体振荡器频率稳定性高。石英晶体振荡器频率稳定性高。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 RC正弦波振荡电路可分为正弦波振荡电路可分为RC串并联串并联式正弦波振荡电路、移相式正弦波振荡式正弦波振荡电路、移相式正弦波振荡电路和双电路和双T 网络正弦波振荡电路。本节网络正弦波振荡电路。本节主要介绍主要介绍RC串并联式正弦波振荡电路串并联式正弦波振荡电路。RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11

83、11.6.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回1、RC串、并联网络的频率特性串、并联网络的频率特性 图图11.6.4所示电所示电路是由路是由R1与与C1的串的串联组合、联组合、R2与与C2的的并联组合组成，它并联组合组成，它在正弦波振荡器中在正弦波振荡器中一般既是反馈网络一般既是反馈网络又是选频网络。又是选频网络。 图图11.6.4所示电所示电路是由路是由R1与与C1的串的串联组合、联组合、R2与与C2的的并联组合组成，它并联组合组成，它在正弦波振荡器中在正弦波振荡器中一般既是反馈网络一般既是反馈网络又是选频网络。又是选频网络。电子技术

84、基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回图图11.6.5 RC串、并联网络的频率特性串、并联网络的频率特性电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2、RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路（1）电路组成）电路组成 由于串、并联网由于串、并联网络在络在= =0 0时时,输出输出最大最大,相位相位 F=0,所所以构成振荡电路时以构成振荡电路时,要求放大电路的相要求放大电路的相移移A=2n。 电子技术基础刘继

85、承电子技术基础刘继承1111.6.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回（2）振荡频率）振荡频率 RC串、并联正弦波振荡电路的振荡串、并联正弦波振荡电路的振荡频率就是串、并联网络的固有频率。频率就是串、并联网络的固有频率。根据根据=0，可得振荡频率，可得振荡频率电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回（3）起振条件）起振条件 根据起振条件根据起振条件 ，而，而 ，所，所以要求同相比例放大电路的电压放大辈以要求同相比例放大电路的电压放大辈

86、数数 略大于略大于3，故，故RF应略大于应略大于2R1。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回（4）稳幅措施）稳幅措施 图图11.6.7就是利用二极管的非线性特就是利用二极管的非线性特性实现自动稳幅的电路。该电路既简单性实现自动稳幅的电路。该电路既简单又经济又经济,但波形失真较大。效果较好的但波形失真较大。效果较好的稳幅电路可采用常效应管来稳幅。稳幅电路可采用常效应管来稳幅。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回

87、 退 前 进 最 后 返 回 图图11.6.7利用二极管进行稳幅的电路利用二极管进行稳幅的电路电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 例例11.6.1 设一个设一个RC(文氏电桥文氏电桥)正弦波振正弦波振荡器，参数如图荡器，参数如图11.6.8所示，试用所示，试用EWB仿仿真检测此电路能否起振并稳定振荡。真检测此电路能否起振并稳定振荡。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回1、LC并联

88、回路的特性并联回路的特性 图图11.6.9是一个是一个LC并联回路，图中并联回路，图中R表示电感和回路表示电感和回路其它损耗的的总等其它损耗的的总等效电阻；效电阻； 为幅值不为幅值不变、频率可变的正变、频率可变的正弦电流源信号。弦电流源信号。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回（1）谐振频率）谐振频率 从图从图11.6.9电路中，可知电路中，可知LC并联回路的并联回路的负阻抗负阻抗Z为为通常，通常，LR,上式可写成上式可写成电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波

89、振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 令并联谐振时角频率为令并联谐振时角频率为0，则，则谐振频率为谐振频率为（2）谐振时阻抗）谐振时阻抗由于谐振时，由于谐振时， 这时阻抗为这时阻抗为如果引入谐振回路的品质因素如果引入谐振回路的品质因素Q ,可写为可写为电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回（3）LC回路的频率特性回路的频率特性它的幅频特性和相频特性分别为它的幅频特性和相频特性分别为电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振

90、荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 从上式可画出它们的幅频特性曲线从上式可画出它们的幅频特性曲线和相频特性曲线，如图和相频特性曲线，如图11.6.10所示。所示。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2、 LC振荡电路的基本形式振荡电路的基本形式（1）变压器反馈式振荡电路）变压器反馈式振荡电路 在图在图11.6.11电路中电路中,反馈是由变压器二次反馈是由变压器二次绕阻绕阻N2来实现的，来实现的，LC并联电路是选频网络，并联电路是选频网络，同时又

91、作为单管共发同时又作为单管共发射极放大电路的三极射极放大电路的三极管集电极负载。管集电极负载。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回11.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路 当电路与电源接通时当电路与电源接通时,扰动信号中某扰动信号中某一频率的正弦分量使一频率的正弦分量使LC产生并联谐振产生并联谐振,谐振频率为谐振频率为 可以证明可以证明,电路的起振条件是电路的起振条件是 ,其中其中和和rbe为晶体管的电流放大系数和为晶体管的电流放大系数和输入电阻输入电阻,M为为N1和和N2间的等效互感间的等效互感,R为为副绕阻的参数折合到原

92、绕阻后总的等效副绕阻的参数折合到原绕阻后总的等效电阻。电阻。 变压器反馈式振荡电路变压器反馈式振荡电路电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回（2）电感三点式正弦波振荡电路）电感三点式正弦波振荡电路 图图11.6.12(a)所示。所示。 LC并联电路作为共基并联电路作为共基极放大电极放大电 路谐振负载路谐振负载,具有选频功能。隔直具有选频功能。隔直电容电容Cb、旁路电容、旁路电容Ce和电源和电源UCC视为交流短视为交流短路后等效交流通路，路后等效交流通路，如图如图11.6.12(b)。 电子

93、技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 电感三点式振荡电路的振荡频率取决电感三点式振荡电路的振荡频率取决于谐振回路的谐振频率，即于谐振回路的谐振频率，即 由于反馈电压取自电感，故输出波形由于反馈电压取自电感，故输出波形中含有高次谐波，波形较差。此种电路中含有高次谐波，波形较差。此种电路的振荡频率一般在几十兆赫以下。的振荡频率一般在几十兆赫以下。式中，式中，M是线圈是线圈L1与与L2之间的互感。之间的互感。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作

94、？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回（3）电容三点式振荡电路）电容三点式振荡电路 电容三点电容三点式振荡电路式振荡电路如图如图11.6.13(a)所所示示,其交流其交流通路如图通路如图(b)所示。所示。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电容三点式振荡电路的振荡频率为电容三点式振荡电路的振荡频率为 由于由于LC并联回路中并联回路中,电容电容C1和和C2的三的三个端子分别与三极管个端子分别与三极管T的三个电极相连的三个电极相连,故称为电容三点式振荡电路。反馈电压故称为电容

95、三点式振荡电路。反馈电压取自于电容取自于电容C2两端的电压两端的电压,有称为电容有称为电容反馈式振荡电路。反馈式振荡电路。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电路的振荡频率为电路的振荡频率为 图图11.6.14为电容反为电容反馈式改进型振荡电馈式改进型振荡电路路电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回由于由于C1C0,C2C0，上式写，上式写成成 可见，调节可见，调节C0就可调节输出

96、信号的就可调节输出信号的频率。由于频率。由于f0与与C1、C2的关系很小，的关系很小，故电路的频率稳定性较高。故电路的频率稳定性较高。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 通过上述介绍通过上述介绍,可以总结出三点式振荡可以总结出三点式振荡电路为满足相位平衡条件电路为满足相位平衡条件,在电路基本结在电路基本结构上必须遵循的原则构上必须遵循的原则:三极管发射极两侧接相同性质的电抗三极管发射极两侧接相同性质的电抗元件。元件。三极管基极与集电极之间接与上不同三极管基极与集电极之间接与上不同的电抗

97、元件。的电抗元件。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 例例11.6.2 试用相位平衡条件判断图试用相位平衡条件判断图11.6.15(a)所示电路能否产生正弦波振荡。若能振荡所示电路能否产生正弦波振荡。若能振荡,试试计算其振荡频率计算其振荡频率f0,并指出它属于哪种类型的振并指出它属于哪种类型的振电路。电路。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 解解: 从图中可以看出从图中可以看

98、出, C1、C2、L组成组成并联谐振回路。并且并联谐振回路。并且,CbC1、CeC2,由于由于Cb和和Ce数值较大数值较大,对于高频振荡信对于高频振荡信号可视为短路号可视为短路,它的交流通路如图它的交流通路如图11.6.15(b)所示。电容所示。电容C1上的电压为反馈上的电压为反馈电压。根据交流通路电压。根据交流通路,用瞬时极性法判断用瞬时极性法判断,可知反馈电压可知反馈电压 和放大电路输入电压和放大电路输入电压 极性相同极性相同,故满足相位平衡条件。故满足相位平衡条件。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前

99、 进 最 后 返 回振荡频率为振荡频率为 图图11.6.15(b)表明表明,晶体管的三个电极分别晶体管的三个电极分别与电容与电容C1和和C2的三个端子相接的三个端子相接,所以该电路所以该电路属于电容三点式振荡电路。属于电容三点式振荡电路。 图图11.6.15(a)中中Ce为高频旁路电容为高频旁路电容,如果把如果把Ce去掉去掉,信号在发射极电容信号在发射极电容Re上将产生损失上将产生损失,放大倍数降低放大倍数降低,甚至难以起振。甚至难以起振。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.4 石英晶体振荡器石英晶体振荡器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回1、石英晶体振

100、荡器的基本特性、石英晶体振荡器的基本特性（1）压电效应）压电效应 石英晶体是一种各向异性的结晶体石英晶体是一种各向异性的结晶体,其其化学成分是二氧化硅化学成分是二氧化硅(SiO2)。将一块晶体。将一块晶体以一定方位角切下晶体薄片以一定方位角切下晶体薄片,称为石英芯称为石英芯片。在石英芯片的两个对应表面上涂上银片。在石英芯片的两个对应表面上涂上银层层,引出两个电极引出两个电极,加上外壳封装加上外壳封装,就构成就构成石英晶体振荡器石英晶体振荡器,简称石英晶体或芯片。简称石英晶体或芯片。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.4 石英晶体振荡器石英晶体振荡器作 ？业退 出主菜单开 始 回

101、退 前 进 最 后 返 回 其符号、等效电路如图其符号、等效电路如图11.6.16(a)、(b)所示。所示。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.4 石英晶体振荡器石英晶体振荡器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回(2)等效电路等效电路 图图11.6.16(b)中中,C0表示金属极板间的静表示金属极板间的静电电容；电电容；L和和C分别模拟芯片振动的惯性和分别模拟芯片振动的惯性和弹性；弹性；R用于模拟芯片振动时的摩擦损耗。用于模拟芯片振动时的摩擦损耗。 由于芯片的由于芯片的L很大，而很大，而C很小，很小，R也很也很小，所以回路品质因子小，所以回路品质因子Q很大。

102、因此利用石很大。因此利用石英晶体组成的振荡电路有很高的频率稳定英晶体组成的振荡电路有很高的频率稳定度度, f/f0可达可达10-910-11(f为频率偏移为频率偏移)。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.4 石英晶体振荡器石英晶体振荡器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 当忽略当忽略R时，图时，图11.6.15(b)所示所示等效电路的等效电抗为等效电路的等效电抗为（3）谐振频率与频率特性）谐振频率与频率特性电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.4 石英晶体振荡器石英晶体振荡器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回（3）谐振

103、频率与频率特性）谐振频率与频率特性它有两个谐振频率：它有两个谐振频率：当当L、C、R支路发生串联谐振时支路发生串联谐振时,等效阻抗最小等效阻抗最小,若不考虑损耗电阻若不考虑损耗电阻R,这时这时X=0,即上式的分子为即上式的分子为0,回回路的并联谐振频率为路的并联谐振频率为电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.4 石英晶体振荡器石英晶体振荡器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回当频率高于当频率高于fs时时,L、C、R支路呈感性。支路呈感性。它与电容它与电容C0发生并联谐振时发生并联谐振时,等效阻等效阻抗最大抗最大,当忽略当忽略R时时,X, 回路的并回路的并联谐振

104、频率为联谐振频率为由于由于CC0, fs与与fp非常接近。非常接近。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.4 石英晶体振荡器石英晶体振荡器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回（1）并联型石英晶体振荡电路）并联型石英晶体振荡电路2、石英晶体振荡电路、石英晶体振荡电路 图图11.6.17(a)所示电路所示电路中，石英晶体作为电容中，石英晶体作为电容三点式振荡电路的感性三点式振荡电路的感性组件，其电路的振荡频组件，其电路的振荡频率为率为 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.4 石英晶体振荡器石英晶体振荡器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最

105、 后 返 回图图11.6.18串联型晶体振荡电路串联型晶体振荡电路电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.4 石英晶体振荡器石英晶体振荡器作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回（2）串联型晶体振荡电路）串联型晶体振荡电路 图图11.6.18所示是串联型晶体振荡电路。所示是串联型晶体振荡电路。当频率等于石英晶体的串联谐振频率当频率等于石英晶体的串联谐振频率fs时时,晶体阻抗最小晶体阻抗最小,且为纯阻且为纯阻,用瞬时极性法可用瞬时极性法可判断出这时满足相位平衡条件判断出这时满足相位平衡条件,而且而且f=f0在在时时,正反馈最强正反馈最强,电路产生正弦波振荡。振电路产生

106、正弦波振荡。振荡频率等于晶体串联谐振频率荡频率等于晶体串联谐振频率fs。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.5 集成函数发生器集成函数发生器8038简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回1、电路结构、电路结构 函数发生器函数发生器ICL8038的电路结构如图的电路结构如图11.6.19点画线框内所示，共有五个组成部点画线框内所示，共有五个组成部分。分。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.5 集成函数发生器集成函数发生器8038简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 两个电压比较器的电压传输特性如两个电压比较器

107、的电压传输特性如图图11.6.20所示。所示。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.5 集成函数发生器集成函数发生器8038简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2、工作原理、工作原理 当给函数发生器当给函数发生器ICL8038合闸通电时，合闸通电时，电容电容C的电压的电压uC为为0V,根据图根据图11.6.20所示所示电压传输特性电压传输特性,电压比较器电压比较器1和和2的输出电的输出电压均为低电平压均为低电平;因而因而RS触发器的输出触发器的输出Q为为低电平低电平, 为高电平为高电平;使开关使开关S断开，电流断开，电流源源IS1对电容充电对电容充电,

108、充电电流为充电电流为电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.5 集成函数发生器集成函数发生器8038简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回3、性能特点、性能特点 ICL8038是性能优良的集成函数发生是性能优良的集成函数发生器。可用单电源供电器。可用单电源供电,即将引脚即将引脚11接地接地,引脚引脚6接接+UCC,UCC为为1030V;也可双电也可双电源供电，即将引脚源供电，即将引脚11接接-UCC，引脚，引脚6接接+UCC,它们的值为它们的值为55 15 5V。频率。频率的可调范围为的可调范围为0.001Hz300kHz。电子技术基础刘继承电子技术基础刘

109、继承1111.6.5 集成函数发生器集成函数发生器8038简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回输出矩形波的占空比可调范围为输出矩形波的占空比可调范围为298，上升时间为，上升时间为180ns，下降时间为，下降时间为40ns。输出三角波的非线性小于输出三角波的非线性小于0.05。输出正弦波的失真度小于输出正弦波的失真度小于1。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.5 集成函数发生器集成函数发生器8038简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回4、常用接法、常用接法 图图11.6.21所示为所示为ICL8038的引脚图，的引脚图，

110、其中引脚其中引脚 8 为频率调节（简称调频）电为频率调节（简称调频）电压输入端，电路的振荡频率与调频电压压输入端，电路的振荡频率与调频电压成正比。引脚成正比。引脚 7 输出调频偏置电压，数输出调频偏置电压，数值是引脚值是引脚 7 与电源与电源+UCC之差，它可作为之差，它可作为引脚引脚 8 的输入电压。的输入电压。 电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.5 集成函数发生器集成函数发生器8038简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 图图11.6.21 ICL8038的引脚图的引脚图电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.5 集成函数发生器集成函

111、数发生器8038简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回图图11.6.22所示为所示为ICL8038最常见最常见的两种接法，矩的两种接法，矩形波输出端为集形波输出端为集电极开路形式，电极开路形式，需外接电阻需外接电阻RL至至+UCC 。电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承1111.6.5 集成函数发生器集成函数发生器8038简介简介作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 当当RA=RB时，各输出端的波形如图时，各输出端的波形如图11.6.23(a)所示，矩形波的占空比为所示，矩形波的占空比为50%，因而为方波。当，因而为方波。当RARB时，矩形波不

112、再时，矩形波不再是方波，引脚是方波，引脚2输出也就不再是正弦波，输出也就不再是正弦波，图图11.6.23(b)所示为矩形波占空比是所示为矩形波占空比是15%时各输出端的波形图。根据时各输出端的波形图。根据ICL8038内部内部电路和外接电阻可以推导出占空比的表达电路和外接电阻可以推导出占空比的表达式为式为电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11第第11章章 信号的发生与变换电路信号的发生与变换电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回本章作业本章作业P352 11.2, 11.3, 11.4, 11.7, 11.8电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11结束END第第11章章 信号的发生与变换电路信号的发生与变换电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承电子技术基础刘继承11