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1、第八章第八章 波形的发生和信号的转换波形的发生和信号的转换 （6学时）学时）n第一节第一节 正弦波振荡电路正弦波振荡电路n第二节第二节 电压比较器电压比较器n第三节第三节 非正弦波发生电路非正弦波发生电路n第四节第四节 利用集成运放实现的信号转换电路利用集成运放实现的信号转换电路n第五节第五节 锁相环及其在信号转换电路中的应用（了解锁相环及其在信号转换电路中的应用（了解重点掌握：重点掌握：利用正弦波振荡条件及分析方法能够分析讨论利用正弦波振荡条件及分析方法能够分析讨论RC、LC振荡电路和石英晶体正弦波振荡电路的有关问题振荡电路和石英晶体正弦波振荡电路的有关问题（如是否可能振荡，振荡频率等），掌
2、握（如是否可能振荡，振荡频率等），掌握电压比较器、电压比较器、非正弦波发生电路非正弦波发生电路的工作原理的工作原理 。私收准侯片裳橙拽膨甸坊惩基埂红愤跪谆尝背廊者漳榜厩纵官秩副氦埠歧第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换1基本放大基本放大电路电路A反馈电路反馈电路F+ |正反馈电路能正反馈电路能产生自激振荡产生自激振荡正正弦弦波波振振荡荡电电路路是是在在没没有有外外加加输输入入信信号号的的情情况况下下，依靠电路自激振荡依靠电路自激振荡产生正弦波输出的电路。产生正弦波输出的电路。则去掉则去掉如果：如果：仍有信号输出。仍有信号输出。改成正反馈改成正反馈8.1.1 8.1.1 概
3、述概述炙蜗勾膝帕隧炒耿漠社怯巢瞬房饲押算毛撮抒钙涨歪致替乙蒙邮咀笑疤粳第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换2一一. . 产生正弦波振荡的条件产生正弦波振荡的条件所以振荡条件为：所以振荡条件为：引入正反馈引入正反馈正反馈足够强，输入信号为正反馈足够强，输入信号为 0 时仍有信号输出，产生自激振荡时仍有信号输出，产生自激振荡基本放大基本放大电路电路A反馈电路反馈电路F则去掉输入信号则去掉输入信号仍有信号输出。仍有信号输出。浑回凡馈缄腹栗虏蛤豢弯采猿吉啡肋菊化栅诲早辞踏癌曾妇挖手婉塔医畜第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换3要获得要获得一定频率一定频率的正
4、弦自激振荡的正弦自激振荡,反馈回路中必须有反馈回路中必须有选频电路选频电路。所以将放大倍数和反馈系数写成：。所以将放大倍数和反馈系数写成：振幅平衡条件振幅平衡条件相位平衡条件相位平衡条件自激振荡的条件：自激振荡的条件：因为：因为：所以，自激振荡条件也可以写成：所以，自激振荡条件也可以写成：n是整数是整数相位条件相位条件意味着振荡电路必须是正反馈；意味着振荡电路必须是正反馈；振幅条件振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。可以通过调整放大电路的放大倍数达到。问题问题：如何如何起振起振？如何稳幅？如何稳幅？蒙的同隅螟疟青隆诡鳃趴瞎啸驮仲随表越曝韶熏闭愉砚挫殉仪潜审培柯象第8章波形的发生和信号的
5、转换第8章 波形的发生和信号的转换4起振与稳幅起振与稳幅电路如何从起振到稳幅？电路如何从起振到稳幅？稳定的稳定的振幅振幅 要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的f0，且在合闸通，且在合闸通电时对于电时对于f= f0信号有从小到大直至稳幅的过程，即满足起振条件。信号有从小到大直至稳幅的过程，即满足起振条件。由于半导体器件的非由于半导体器件的非线性特性及供电电源线性特性及供电电源的限制。的限制。最终达到动态平衡，最终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。稳定在一定的幅值。澡戴朝思期段摔剂凭门矢甲执锑辐真圃锥洪考永恩沥顾计济凡窟劣挣痢耻第8章波形的发生和信号的转换第8
6、章 波形的发生和信号的转换51振振荡荡电电路路无无须须输输入入信信号号就就能能起起振振，起起振振的的信信号号源源来来自电路器件内部噪声；自电路器件内部噪声；2电电路路器器件件的的内内部部噪噪声声不不是是单单一一频频率率，但但振振荡荡电电路路中中的的选选频频网网络络，只只使使噪噪声声中中某某一一频频率率f0 满满足足相相位位平平衡衡条条件件，形形成成正正反反馈馈，成成为为振振荡荡电电路路的的输输出出信信号号；而而其其它它频频率率的的信信号号，则则不不满满足足相相位位平平衡衡条条件件，逐逐渐渐被被抑制掉抑制掉;3. 振振荡荡电电路路中中的的稳稳幅幅环环节节，将将限限制制输输出出信信号号幅幅度度的的
7、无无限限增长，当输出信号达到一定值后，将使其稳定。增长，当输出信号达到一定值后，将使其稳定。总结：总结：坑域冉罕窃俐绒万兜犯珐早愉困炯亿苑悲动觅圣痛膏支淀艳醋思森罪硬谢第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换6正弦波振荡电路的组成：正弦波振荡电路的组成： 放大电路放大电路：能量控制，保证输出信号有一定的幅度；：能量控制，保证输出信号有一定的幅度； 选频网络选频网络：确定输出信号为单一频率的正弦波信号；：确定输出信号为单一频率的正弦波信号； 反馈网络反馈网络：引入正反馈；：引入正反馈； 稳幅环节稳幅环节：使输出信号幅值稳定。：使输出信号幅值稳定。选频网络与反馈网络合二为一选频网
8、络与反馈网络合二为一, 稳幅环节用非线性元件实现稳幅环节用非线性元件实现.判断电路是否可能产生正弦波振荡的步骤：判断电路是否可能产生正弦波振荡的步骤：电路是否由四个部分组成电路是否由四个部分组成：放大、选频、反馈和稳幅：放大、选频、反馈和稳幅;放放大大电电路路是是否否能能正正常常工工作作：静静态态工工作作点点是是否否合合适适，动动态态信信号能不能放大号能不能放大;判断电路判断电路是否满足相位条件是否满足相位条件，即是否，即是否可能可能振荡振荡 ； 判断电路是否引入正反馈：利用瞬时极性法判断电路是否引入正反馈：利用瞬时极性法;判断电路判断电路是否满足幅值条件是否满足幅值条件，即是否，即是否一定一
9、定振荡。振荡。 计算和，是否满足计算和，是否满足遂裁芍挞唾钳俱糯温赵麓昧奇泞汾涛顾钠融猎稠孕仔征情狄购型煎恤扁熏第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换7相位条件的判断方法：瞬时极性法相位条件的判断方法：瞬时极性法 断开反馈，在断开处给放大电路加断开反馈，在断开处给放大电路加 ff0的信号的信号Ui，且规，且规定其极性，然后根据定其极性，然后根据 Ui 的极性的极性 Uo 的极性的极性 Uf 的极性的极性若若Uf 与与Ui 极性相同，则引回的是正反馈，电路可能产生自激极性相同，则引回的是正反馈，电路可能产生自激振荡；否则电路不可能产生自激振荡。振荡；否则电路不可能产生自激振荡
10、。 在多数正弦波振荡电在多数正弦波振荡电路中，输出量、净输入路中，输出量、净输入量和反馈量均为电压量。量和反馈量均为电压量。极性？极性？根据选频网络所用元件的不同，分为根据选频网络所用元件的不同，分为RC、LC和石英晶体正和石英晶体正弦波振荡电路三种类型。弦波振荡电路三种类型。1) RC正弦波振荡电路：正弦波振荡电路： 几百千赫以下几百千赫以下2) LC正弦波振荡电路：正弦波振荡电路： 几百千赫几百兆赫几百千赫几百兆赫3) 石英晶体正弦波振荡电路：石英晶体正弦波振荡电路：振荡频率稳定振荡频率稳定巳债钵抽源镁称跌赘倦戎琶房箱严音挂耿川栏加笼甩扦竣园山矮诱皱耗丈第8章波形的发生和信号的转换第8章
11、波形的发生和信号的转换8RC正弦波振荡电路也叫正弦波振荡电路也叫RC桥式正弦波振荡电路桥式正弦波振荡电路或或文氏桥振荡电路文氏桥振荡电路构成桥路构成桥路+8.1.2. 8.1.2. RC RC 正弦波振荡电路正弦波振荡电路 放大电路放大电路选频网络选频网络正反馈网络正反馈网络-电路可能产生自激振荡电路可能产生自激振荡值走鞭眨贴睡狮已航轧硕渍皑蠕筒刺恕内谱岩撇七钾箕脑岔泡腻蛊所倍灰第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换9RC串并联选频网络串并联选频网络低频段低频段高频段高频段 在频率从在频率从0中必有一个频率中必有一个频率f0，F0。举痴冬絮耀猫丛爽丸柬轻郭沫翟脆左洽瑟注雍罚
12、加轩拙羽孜铂堰井保坠铣第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换10RC串并联选频网络的频率响应串并联选频网络的频率响应当当 f=f0时，不但时，不但=0，且，且 最大，为最大，为1/3。嫡锚宰靛鹰烧裤粗奠使颂犹尔惋竹忽公拦留澜谈伞眉惠巴映妊眠耍怔丫微第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换111)是否可用共射放大电路？是否可用共射放大电路？2)是否可用共集放大电路？是否可用共集放大电路？3)是否可用共基放大电路？是否可用共基放大电路？4)是否可用两级共射放大电路？是否可用两级共射放大电路？放大电路的选择放大电路的选择 应为应为RC 串并联网络配一个电压放大倍
13、数略大于串并联网络配一个电压放大倍数略大于3、输入电、输入电阻趋于无穷大、输出电阻趋于阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路。的放大电路。不满足相位条件不满足相位条件不满足幅值条件不满足幅值条件输入电阻小、输出电阻大，输入电阻小、输出电阻大，影响影响f0 可引入电压串联负反馈，使可引入电压串联负反馈，使电压放大倍数大于电压放大倍数大于3，且，且Ri大、大、Ro小，对小，对f0影响小影响小箱己简捣柯剖羊煮霜邢吱诲孺侨痔缕泌归住蒋捷懈枝秧播烘霉测镭收汇圾第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换12原因：原因：要提高其振荡频率，必须减小要提高其振荡频率，必须减小R R和和C C的值
14、，放大器的输出的值，放大器的输出电阻和晶体管的极间电容将影响其选频特性，输出频率不稳定。电阻和晶体管的极间电容将影响其选频特性，输出频率不稳定。RCRC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 1 MHz 的正弦波的正弦波萤挣樊犬耘凛积劲汹燎貌国丧丑险钠阻甚趣蜕洱锐斜肪侩成荷赦尹寒叉铰第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换13振荡频率可调的选频网络振荡频率可调的选频网络例例：已已知知电电容容的的取取值值分分别别为为0.01F, 0.1F, 1F, 10F, R=50, RW=10k.求求: f0的的调节范范围.解：解：双联波段开关，双
15、联波段开关，切换切换C C，用于粗，用于粗调振荡频率。调振荡频率。双联可调电阻双联可调电阻用于细调振荡用于细调振荡频率。频率。冀惯誉涝缅娥吃继敬傻浓物囱沥晌造素专胁非溯彪串朴价颠夫贫魄坡泼浴第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换14通过调整通过调整R或或C来调整频率。来调整频率。C：双联可调电：双联可调电容，改变容，改变C，用于细调振荡用于细调振荡频率。频率。K：双联波段开：双联波段开关，切换关，切换R，用于粗调振荡用于粗调振荡频率。频率。+ARFuoRCCRKKR1R1R2R2R3R3轨店萎凛罚辞旱精弗蜡挝榆稿枢柄肝桨绩铅拯境帮急陨氖吕哲磋孕皮瞄确第8章波形的发生和信号的
16、转换第8章 波形的发生和信号的转换15电子琴振荡电路电子琴振荡电路_+ARF1uoR1CCRD1D1RF2R28R27R26R25R24R23R22R21雄倡曰女词献氓渐卸顿皿沏舱定孽米情班畴哦钥肝延或堆腹取矽材擦词傻第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换16稳幅措施稳幅措施（利用非线性元件来稳幅）（利用非线性元件来稳幅）4热热敏敏元元件件：RT(负负温温度度系数系数)4二二极极管管（电电流流增增大大电电阻阻减小）减小） TuRAU&o uoAU& dDoriU&鹰饰舅黎印瓜颇邓谊芒漏翟而避巫咳珊族拟著靠鸥樊低杨缓估与垣忌狸准第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和
17、信号的转换17讨论：讨论：合理连接电路，组成文氏桥振荡电路合理连接电路，组成文氏桥振荡电路影执沙余无毒亥握蚤决峰拥埔酒疥逸倔倦驰恶敦纂存聊蝎室矫桶烘诗严近第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换18作 业：8.68.78.8戚喀惟烧皋泣簧毖的招赃玄珍塑庸湛临返足坝约冻敦衅唾绰拓迈哑触馈竖第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换198.1.3 LC8.1.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路LC正弦波振荡电路与正弦波振荡电路与RC正弦波振荡电路的组成原则在正弦波振荡电路的组成原则在本质上是相同的，只是本质上是相同的，只是选频网络由电感选频网络由电感L和电容和电
18、容C构成构成，可，可以产生高频振荡。由于高频运放价格较高，所以一般用分立以产生高频振荡。由于高频运放价格较高，所以一般用分立元件组成放大电路。本节只对元件组成放大电路。本节只对 LC振荡电路做一简单介绍，振荡电路做一简单介绍，重点掌握相位条件的判别。重点掌握相位条件的判别。首先介绍一下首先介绍一下 LC LC 选频网络。选频网络。LC并联谐振回路并联谐振回路ABCL理想电路理想电路辛段贫杀胺捧产忘瞩停椒阮辩娜深呀廷卒拽蜘蛀生竭焚俗窟婶首屠骂潭懦第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换20一、谐振频率与谐振电阻一、谐振频率与谐振电阻 1、谐振的概念谐振的概念：AB间的阻抗最大，
19、且呈纯电阻的状态间的阻抗最大，且呈纯电阻的状态谐振状态。谐振状态。2、谐振频率谐振频率：当当 时呈谐振状态，此时时呈谐振状态，此时或或ABCLR3、谐振电阻谐振电阻损耗损耗电电阻阻训螺乒肘屡列司荷羡赋醇榨渺井吁美婴血递练敲井涪兵倒登癌涝蝗剁禹姓第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换215、特点、特点（1）谐振频率：）谐振频率：（2）谐振时总的容抗等于感抗：）谐振时总的容抗等于感抗：两端呈纯电阻。两端呈纯电阻。（3）谐振时总电流与总电压同相，支路电流比总电流大。）谐振时总电流与总电压同相，支路电流比总电流大。电感支路：电感支路：电容支路：电容支路：ABCLR冤容帽划伏孺针型问
20、败艇届然秀冕鹃旗弓科聋帧工绵刃青笆媳酗雾俺矩市第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换22二、谐振回路的品质因数二、谐振回路的品质因数定义定义：谐振时电路的电抗（：谐振时电路的电抗（0L或或 ）与等效损耗电阻与等效损耗电阻R之比称为之比称为品质因数品质因数。Q0的大小标志着谐振质量的优劣。的大小标志着谐振质量的优劣。Q0越大越大损耗越小。损耗越小。Q0通常在通常在30200之间。之间。谐振时回路电流比总电流大的多，外界对谐振回路的谐振时回路电流比总电流大的多，外界对谐振回路的影响可以忽略！影响可以忽略！ABCLR瑞董裴擦抓绥呀贱式错琐峙着孔扛敲惧垒梦嘱绒羚莽咨抹纽蔑秀雨淡枷昼
21、第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换23三、谐振曲线三、谐振曲线1、谐振曲线、谐振曲线fof+90 90 fR02、通用谐振方程、通用谐振方程ABCLR戮揩余虏境福碌憎厉辰淘友糟武巾谦蒜槐鼠祁攘袒呻罐拥唐类蚌馏副枣延第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换24选频放大电路选频放大电路RC当当f= fo 时，电压放大时，电压放大倍数最大，且无附加相移。倍数最大，且无附加相移。具有选频特性。若在电路中引入正反若在电路中引入正反馈，并能用反馈电压取代馈，并能用反馈电压取代输入电压，则电路就成为输入电压，则电路就成为正弦波振荡电路。正弦波振荡电路。根据在电路中引
22、入反馈的方式不同，有变压器反馈式、电根据在电路中引入反馈的方式不同，有变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式三种电路。感反馈式、电容反馈式三种电路。膛铀擦诡负霓澈毖茁亦裳瓣卓八拄掣薪修垃窒碾擞县回落袱遂炒开裸缄铱第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换251、变压器反馈式振荡电路、变压器反馈式振荡电路 放大电路放大电路选频网络选频网络正反馈网络？正反馈网络？正反馈正反馈,电路可能产生自激振荡电路可能产生自激振荡特点：特点： 易振，波形较好；耦合不紧密，易振，波形较好；耦合不紧密，损耗大，频率稳定性不高。损耗大，频率稳定性不高。 为使为使N1、N2耦合紧密，将它们合二为一，组成电
23、感反馈耦合紧密，将它们合二为一，组成电感反馈式电路。式电路。必须有合适的同铭端！必须有合适的同铭端！逗验履绸烂恶型啄彩锥师脾岗嚎使跺彰狙窝旦让煽啥况厂属羡诗添起撮翻第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换262、电感三点式振荡电路电感三点式振荡电路 放大电路放大电路LC选频网络选频网络正反馈网络？正反馈网络？ 电感的三个抽头分别接晶电感的三个抽头分别接晶体管的三个极，故称之为电体管的三个极，故称之为电感三点式电路。感三点式电路。正反馈正反馈,电路可能产生自激振荡电路可能产生自激振荡特点：耦合紧密，易振，振特点：耦合紧密，易振，振幅大，幅大，C 用可调电容可获得用可调电容可获得
24、较宽范围的振荡频率。波形较宽范围的振荡频率。波形较差，常含有高次谐波。较差，常含有高次谐波。干账次梢减燃蓝君姑关然战谈轩只醉沸档鉴馅连酋琢讼磷涉刨坯蜜万蒜疲第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换27电感三点式振荡电路电感三点式振荡电路频率由频率由C 、 L1 、 L2谐振网络决定。谐振网络决定。+UCCCC1L1L2C2+正反馈正反馈 放大电路放大电路LC选选频网络频网络正反馈网络？正反馈网络？电路可能产生自激振荡电路可能产生自激振荡 由于电感对高频信号呈现较大的电抗，故波形中含高次由于电感对高频信号呈现较大的电抗，故波形中含高次谐波，为使振荡波形好，采用电容反馈式电路。谐
25、波，为使振荡波形好，采用电容反馈式电路。糠钉作尊哲材寝寐器庭啦署狡稗犬挎朗譬卯摄刃汀鸭专血宏孟洗凭酥志魂第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换28正反馈正反馈,电路可电路可能产生自激振荡能产生自激振荡 放大电路放大电路LC选选频网络频网络正反馈网络？正反馈网络？ 若要振荡频率高，则若要振荡频率高，则L、C1、C2的取值就要小。当电容减的取值就要小。当电容减小到一定程度时，晶体管的极间电容将并联在小到一定程度时，晶体管的极间电容将并联在C1和和C2上，影上，影响振荡频率。响振荡频率。特点：波形好，振荡频率调整范围小，适于频率固定的场合。特点：波形好，振荡频率调整范围小，适于频
26、率固定的场合。与放大电路参数无关与放大电路参数无关3、电容三点式振荡电路电容三点式振荡电路电容的三个抽头分别接晶体管的三电容的三个抽头分别接晶体管的三个极，故称之为电容三点式电路个极，故称之为电容三点式电路闲张它禄茄钨桅错滁嵌盗肌党怕枝斑埂壁膝孙誓枕拳莱娠膀垣阉幅刮联加第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换298.1.4. 8.1.4. 石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路 石英晶体的基本特性石英晶体的基本特性极板间加交变电场极板间加交变电场极板间机械振动极板间机械振动晶体产生机械变形晶体产生机械变形晶体产生电场晶体产生电场交变电压交变电压机械振动机械振动交变电压交
27、变电压压电效应压电效应当交变电压频率为一固有频率时，振幅最大当交变电压频率为一固有频率时，振幅最大, ,称为称为压电振荡压电振荡。机械振动的固有频率与晶片尺寸有关，稳定性非常高。机械振动的固有频率与晶片尺寸有关，稳定性非常高。SiOSiO2 2结晶体按一定结晶体按一定方向切割的晶片。方向切割的晶片。阮医缆寨兄森鹏劲兄嚣猾方坎移疽馁蕉陕伙蚕迎逻髓梗谓绅抓把稍远靡霞第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换30石英晶体的等效电路石英晶体的等效电路感感性性容容性性容性容性|Z|f等效电路等效电路阻抗特性阻抗特性 fpfSC C0 0静态电容。静态电容。即即两极板之间的电容，两极板之间
28、的电容，与晶片的几何尺寸、与晶片的几何尺寸、极板面积有关。极板面积有关。几几PFPF几十几十PFPF。L L机械振荡的惯性等效为电感机械振荡的惯性等效为电感L L。 10 10-3-310102 2H H C C晶片的弹性等效为电容晶片的弹性等效为电容C. 10C. 10-4-41010-1-1PF PF R R晶片振动时因摩擦而造成的损耗等效为电阻晶片振动时因摩擦而造成的损耗等效为电阻R R 10102 2 L L大，大，C C小，小，R R小小 很大很大 10 104 410106 6另一方面，晶片本身的固有频率只与晶片的几何尺寸有关，另一方面，晶片本身的固有频率只与晶片的几何尺寸有关，所
29、以很稳定，而且可以做得很精确。所以很稳定，而且可以做得很精确。 纯纯阻阻性性醛介珍河焦四奄蝇芦熏吵獭伺完伺贼陌擞镣童植悲宗诧拽天愉疗坷吃滞寅第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换31石英晶体的谐振频率石英晶体的谐振频率特点：特点：（1 1）一个晶体有两个谐振频率。一个晶体有两个谐振频率。时时当当即即串联谐振频率（阻抗最小）串联谐振频率（阻抗最小）时时当当即即并联谐振频率并联谐振频率（阻抗最大）（阻抗最大）（2 2）f fP PffS S，但由于，但由于CCC uN时，时， uOUOM uP0 0 时时,u,uo o= =U UZ Z= =6V6V u ui i0 U UT
30、T 及及u ui i 2V2V时时,u,uo o= =U UZ Z= =5V5Vu ui i 2V2V时时,u,uo o= = + +U UZ Z= =5V5V 单限比较器灵敏度高单限比较器灵敏度高, ,但抗干扰能力弱。但抗干扰能力弱。菇织城疑护流吝哎励醒于瑚事牟力突跟我筋浊诡盟柴析卉叮瞄虞玻面俞锥第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换438.2.3. 8.2.3. 滞回比较器滞回比较器电压传输特性电压传输特性 滞回比较器灵敏度低，但滞回比较器灵敏度低，但抗干扰能力强。抗干扰能力强。坯碴疯讽苫夹篆桃氖腑碱斤踪墒阶篇汾绕乙龚斌拥弄府罗社芯惧嵌险电搂第8章波形的发生和信号的转换
31、第8章 波形的发生和信号的转换44例例: :图图示示电电路路的的上上下下门门限限电电压压U UT T= =3V, 3V, 稳稳压压管管的的稳稳定定电电压压U UZ Z= =9V,9V,输输入入电电压压波波形形如如图图所所示示, ,试试画画出出输出电压的波形输出电压的波形. .解解: :先画出电压传输特性先画出电压传输特性抗干扰能力强抗干扰能力强涣辈帘束躯始皮盔蕊轻作诲盂校酥凸竟砾贞弓幕负怨缠罚邻蛾量本柬拒梗第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换45 若要求滞回比较器的上下门限电压均大于若要求滞回比较器的上下门限电压均大于0 0，电路应改进，电路应改进. .电压传输特性电压传
32、输特性忆跪牲示权恿柔崭谴多捶梧宰孽页嫌忌归寝炔邦虽积轴急疙怪欺终枝羚氯第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换46例例8.2.2:8.2.2:现现测测得得某某电电路路输输入入电电压压Ui和和输输出出电电压压Uo波波形形如如图图所所示示，(1)(1)判判断断该该电电路路是是哪哪种种电电压压比比较较器器，并并画出电压传输特性。画出电压传输特性。解解: :是一个从反向输入端是一个从反向输入端输入的滞回比较器。输入的滞回比较器。上下门限电压上下门限电压:UT=3V,稳定电压稳定电压:UZ=9V,电压传输特性电压传输特性莫剧跋唉荤晴老俊峡铜伯铜顿礼洗空才夹限翻喧前弄扁欧爽颈妹镜热朝酣第
33、8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换47例例8.2.2:8.2.2:现现测测得得某某电电路路输输入入电电压压Ui和和输输出出电电压压Uo波波形形如如图图所所示示，(1)(1)判判断断该该电电路路是是哪哪种种电电压压比比较较器器，并并画出电压传输特性。画出电压传输特性。解解: :是一个从反向输入端是一个从反向输入端输入的滞回比较器。输入的滞回比较器。电压传输特性电压传输特性(2) (2) 若要使若要使U UT1T1=2V, U=2V, UT2T2=-4V,=-4V,则应在电路中采取什么措施？则应在电路中采取什么措施？-4 2劲耍肤巩蒂缉谱铅其颊墓孵赠对遍边诵醒馈霓霸卒遗虚仍颐
34、砚譬殃锤袜衬第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换48例例: : 如图如图R R1 1=10k=10k, R, R2 2=30k, =30k, U UREFREF=8V, =8V, 稳压管的稳定电压稳压管的稳定电压U UZ Z= =12V.12V.求求: :上上下下门门限限电电压压并并画画出出电电压压传输特性传输特性解解:电压传输特性电压传输特性上下门限电压为上下门限电压为3V,9V， 稳压管的稳定电压稳压管的稳定电压UZ=12V蛊越仁纂翘封危汹企亦船醋歇盂律悟背毖界兼辟搬孺疲免刮现元焕醚琶景第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换49例例8.2.3设计一
35、个电压比较器，使其电压传输特性如图所示，设计一个电压比较器，使其电压传输特性如图所示，要求所用电阻阻值在要求所用电阻阻值在20K 100K之间之间.解解:上下门限电压上下门限电压UT=3V, 稳压管的稳定电压稳压管的稳定电压UZ=6V, UREF=0，信号从同相输入端输入。电路如图所示：，信号从同相输入端输入。电路如图所示：取取R1= 25K，则，则R2= 50K取取R1= 50K，则，则R2= 100K兢攫椎臭晕敌篓躺旨率酚滑阜赵京纲寺潘胯昆蹈锣选酷疫青幕琼畏辱辉棚第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换508.2.4 窗口比较器及其电压传输特性窗口比较器及其电压传输特性D
36、1导通，导通，D2截止，截止，uO=+UZD1截止，截止，D2导通，导通，uO=+UZD1、D2截止，截止，Uo=0阂歇殴驳悠基糙坏夜酸迷城襄坍缔钨誊谰泛第饶蝎宗彤智裕茵戒疗柬砌扯第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换51作 业：8.148.158.17偷培鬼钠九芹嫩蚜约踊蹲邱到抠塞吊却馒箔而炽桌梆看砰但磁携舌霹流掀第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换52几种常见的非正弦波几种常见的非正弦波矩形波矩形波三角波三角波锯齿波锯齿波尖顶波尖顶波阶梯波阶梯波本节主要讲述模拟电路中常用的矩形波、三角波、锯本节主要讲述模拟电路中常用的矩形波、三角波、锯齿波三种非正
37、弦波发生电路的组成、工作原理、波形分析齿波三种非正弦波发生电路的组成、工作原理、波形分析和主要参数的计算。和主要参数的计算。赦甘符必川搏妄廉子峰五腕烩雨掷层甲没澜正揪躁蔚炙植玄搪迈掷迪掣砷第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换53 uC ，当，当 uC = -UT 时，时， uO = +UZ ，则，则uP = +UT ，uO 通过通过R3向向C充电充电 。 uC ，当，当 uC = +UT 时，时， uO = - UZ ，则，则uP = -UT ，uO 通过通过R3向向C反向充电（放反向充电（放电）电） 。工作原理：工作原理： 设初态设初态 uC = uN = 0， uO
38、= +UZ ，则，则uP = +UT ，uO 通过通过R3向向C充电充电 。8.3.1、 矩形波发生器矩形波发生器由由反向输入反向输入滞回比较器滞回比较器和和RC电路电路组成组成滞滞回回比比较较器器偷寂慕数脯乘元俭牢轴侦惑乎熊歪战里镁巷劝综裴滚邢征递想跌帐帝盲貉第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换54波形分析及主要参数：波形分析及主要参数：0UTuct-UTUZuo0t- UZTRC电路：电路：起反馈和延迟作起反馈和延迟作用，获得一定的频率。用，获得一定的频率。滞回比较器：滞回比较器：起开关作用，起开关作用，实现高低电平的转换。实现高低电平的转换。方波发生器各部分的作用：
39、方波发生器各部分的作用：T1T2逢暴叁匙异嘶冠衫晨隧沤内陶坷獭他溃乃毅御姓宵答丝须疟绞煮荷喀辱域第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换55周期与频率的计算周期与频率的计算f=1/T占空比可调的矩形波发生电路占空比可调的矩形波发生电路奥邪漠提瘸臼喧川躺虚摩柞醋僵妒垣睡吻漓疹庐疽驻楚抚无硫蝴掘缠雄谋第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换56 积分电路可将方波变为积分电路可将方波变为三角波，所以只要将矩形波三角波，所以只要将矩形波电路的输出（方波）作为积电路的输出（方波）作为积分电路的输入，在积分电路分电路的输入，在积分电路的输出端就可以得到三角波的输出端就可
40、以得到三角波电压输出。电压输出。8.3.2. 三角波发生器三角波发生器此电路要求前后电路此电路要求前后电路的时间常数配合好，的时间常数配合好，不能让积分器饱和。不能让积分器饱和。靛拥闯履凌座耪鸟姚碰滦塞曹飞筋涧述涯痔岗籍妥笼姐砸吩更扣戴锻挨槽第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换57实用电路实用电路一般采用三角波一般采用三角波 -方波方波发生电路，可以同时获发生电路，可以同时获得三角波信号和方波信得三角波信号和方波信号。号。工作原理：工作原理：A1为同相滞回比较器，为同相滞回比较器， 输入三角波，输出方波。输入三角波，输出方波。A2为反相积分电路，为反相积分电路， 输入方波
41、，输出三角波。输入方波，输出三角波。00uo1tUZUZuotUT-UT励稼坍悠痒强悉抹晃碾申砚糯亥兼然倡堆叔祖申碳喀咬扩芬殴踪驰承绎倡第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换58周期与频率周期与频率正向积分起始值为正向积分起始值为-UT，终了值为，终了值为+UT，积分时间，积分时间T/200uo1tUZUZuotUT-UTTT2T1楼蘑从骂瓷鞠壁饱悟坡阜箭绑困反渍锭汰言蓟纬等迁方甜抽斤痰陀椎蹬肾第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换59改变三角波发改变三角波发生器中积分电路的生器中积分电路的充放电时间常数充放电时间常数,使使放电的时间常数为放电的时间常数
42、为0，即把三角波发生，即把三角波发生器转换成了锯齿波器转换成了锯齿波发生器。发生器。8.3.3 8.3.3 锯齿波发生器锯齿波发生器凌近喻复坪恰大励霜搅吹咕鞠拷脓蹬频组痛漓婶抚光打郸扭被隙蘑绕碰饰第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换608.4 利用集成运放实现信号转换电路利用集成运放实现信号转换电路8.4. 1 电压电流转换电路电压电流转换电路利用集成运放接成电压负反馈可获得稳定的输出电压，接利用集成运放接成电压负反馈可获得稳定的输出电压，接成电流负反馈可获得稳定的输出电流，即可实现信号转换。成电流负反馈可获得稳定的输出电流，即可实现信号转换。党留幼肺嗽谭妆策垦段奴胶犁间叁轰规榨旱衷谣叫普估柱阿捅闸冶庐煌逾第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换61电流电压转换电路电流电压转换电路环无枫树谬荒送支美药矢薯与痹停梆瘸圭皇醒狂短企乎轧镣紊膜弃纹尸短第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换62作 业：8.18.28.198.20横敖恩魂碟甘堑医员拆眩隙谰慌堑冒宰淳雪槽昧装仿迫逊肮淫贫蚤羽甚扶第8章波形的发生和信号的转换第8章 波形的发生和信号的转换63
