1 / 49

电子技术

电子技术. 模拟电路部分. 第七章 波形发生电路. 第七章 波形发生电路. §7.1 方波发生器 §7.2 三角波发生器 §7.3 锯齿波发生器 §7.4 压频转换 §7.5 正弦波发生器. §7.1 方波发生器. u c. R. –. +. C. －. +. u o. +. R 1. R 2. 一、电路结构. 下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端。. 上下门限电压：. u c. U +H. u c. R. –. +. t. C. 0. －. +. u o. +.

valentine-maldonado
Download Presentation

电子技术

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 电子技术 模拟电路部分 第七章 波形发生电路

  2. 第七章 波形发生电路 §7.1 方波发生器 §7.2 三角波发生器 §7.3 锯齿波发生器 §7.4 压频转换 §7.5 正弦波发生器

  3. §7.1 方波发生器 uc R – + C － + uo + R1 R2 一、电路结构 下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端。 上下门限电压：

  4. uc U+H uc R – + t C 0 － + uo + R1 uo R2 UOM t 0 -UOM 二、工作原理 1. 设 uo=+ UOM 则：u+=UH 此时，输出给C 充电! uo 保持 + UOM不变； 在 uc < UH时， u- < u+ , 一旦 uc > UH, 就有 u- > u+ , uo立即由＋UOM变成－UOM

  5. uc R – + C － + uo + uc R1 UH t R2 UL u+=UL 2. 当uo=-UOM 时， 此时，C经输出端放电。 uc降到UL时，uo上翻。 当uo重新回到＋UOM以后，电路又进入另一个 周期性的变化。

  6. uc uc R – + UH C － t + uo + UL R1 uo R2 UOM t 0 - UOM T 0 输出波形：

  7. uc R – + C － + uo + R1 R2 方波发生器各部分的作用： RC电路：起反馈和延迟作用，获得一定的频率。 下行迟滞比较器：起开关作用，实现高低电平的转换。

  8. uc UH t 0 UL T2 T1 三、周期与频率的计算 uc上升阶段表示式: uc下降阶段表示式: f=1/T

  9. uc R – + uc R C – + － + C uo + － R1 uo + + R1 UZ R2 R2 方波发生器电路的改进：

  10. a D1 uc RW b D2 c - + C － + uo + R1 R2 思考题：点 b 是电位器 RW的中点，点 a和点 c是 b 的上方和下方的某点 。试定性画出点电位器可动端分别处于a、b、c三点时的 uo - uc相对应的波形图。

  11. §7.2 三角波发生器 uc R + C C － + uo R + - + R1 + R2 R2 反向积分电路 方波发生器 电路一：方波发生器  矩形波积分电路三角波 此电路要求前后电路的时间常数配合好，不能让积分器饱和。

  12. uc R + C C uo1 uo － R + - + + + R1 R2 R2 uo1 Uom t 0 -Uom uo 三角波的周期由方波发生器确定，其幅值也由周期T和参数R、C决定。

  13. C uo1 R01 R － uo + － + + A1 + A2 R02 R1 R2 电路二：电路一的改型 反向积分电路 上行迟滞比较器 特点：由上行的迟滞比较器和反相积分器级联构成，迟滞比较器的输出作为反相积分器的输入，反相积分器的输出又作为迟滞比较器的输入。

  14. uo Uom R uo － + UH UL + ui ui 0 R1 R2 -Uom 上下门限电压： 回顾: 上行的迟滞比较器

  15. C R ui - uo + + R2 uo ui=-U +Uom t 0 -Uom ui=+U 回顾: 反相积分器

  16. uo1 ＋UOM t C 0 uo1 －UOM R01 R － uo + uo － + + A1 + A2 UH R02 t R1 R2 0 UL

  17. T1 T2 uo C uo1 R01 UH R － uo t + － + + A1 UL + A2 R02 T R1 R2 周期和频率的计算：

  18. C uo1 +E R01 R － uo RW + － + + A1 + A2 R02 -E R1 R2 电路三：是电路二的改型电路 调整电位器 RW 可以使三角波上下移动。即给纯交流的三角波叠加了一个直流分量。

  19. uo t T1 T2 R – + C R´ － + - + + + uo R2 R1 R2 电路四：是电路二的改进电路 T1时间段，电容 C 通过 R´放电 T2时间段，电容 C 通过 R 充电 uo1被嵌位 于±Uz 充放电的 时间T1、T2可通过 R、R'调整。 当R'=0时，则为锯齿波发生器。

  20. §7.3 锯齿波发生器 R – + C R3 － + - + + + uo R4 R1 R2 uc uo t t 改变三角波发生器中积分电路的充放电时间常数，使放电的时间常数为0，即把三角波发生器转换成了锯齿波发生器。

  21. R – + C R3 － + - + + + uo R4 R1 R2

  22. §7.4 压频转换 R D1 C ui uo1 D2 － uo + - A1 + A2 + + R3 R1 R2 把锯齿波发生器积分电路的充电电压由uo1变为ui，则锯齿波发生器转变为压频转换电路。即输出uo的频率由输入电压ui的大小决定。 |ui |<UZ

  23. R D1 C ui uo1 D2 － uo + - A1 + A2 + + R3 R1 R2 uc UH t UL uo UH t UL uc 工作原理： 设 uo1=+UZ，则D2截止，D1导通， ui给电容C充电， uo下降，当uo下降到U+L时uo1翻转到-UZ，这时， D1截止，D2导通，电容C快速放电，uo上升，当uo上升到U+H时uo1翻转到+UZ。如此周期变化。 uo为锯齿波。

  24. R D1 C ui uo1 D2 － uo + - A1 + A2 + + R3 R1 R2 uc UH t UL 由电路的工作情况可知： 充电电压变化 充电时间变化 改变电压ui 因此，称该电路为压频转换电路。 uo的频率变化

  25. R D1 C ui uo1 D2 － uo + - A1 + A2 + + R3 R1 R2 由工作原理可知，uo在U+L、 U+H之间变化：

  26. §7.5 正弦波发生器 改成正反馈 §7.5.1 产生自激振荡的原理 + 基本放大 电路Ao – 反馈电路 F 只有正反馈电路才能产生自激振荡。

  27. + 基本放大 电路Ao + 反馈电路 F 则去掉 仍有信号输出。 基本放大 电路Ao 如果：  反馈电路 F 反馈信号代替了放大 电路的输入信号。

  28. + 基本放大 电路Ao – 反馈电路 F  自激振荡条件的推导

  29. 基本放大 电路Ao 反馈电路 F FAo=1 自激振荡的条件

  30. 如果： (1) 正反馈足够强,输入信号为 0 时仍有信号输出，这就是产生了自激振荡。 (2) 要获得非正弦自激振荡,反馈回路中必须有RC积分电路。例如：前面介绍的方波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器等。 (3) 要获得正弦自激振荡,反馈回路中必须有选频电路。所以将放大倍数和反馈系数写成：

  31. 自激振荡的条件： 因为： 所以，自激振荡条件也可以写成： （1）振幅条件： （2）相位条件： n是整数 相位条件意味着振荡电路必须是正反馈； 振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。

  32. 问题1：如何启振？ Uo是振荡器的电压输出幅度，B是要求输出的幅度。起振时Uo=0，达到稳定振荡时Uo=B。 放大电路中存在噪声即瞬态扰动，这些扰动可分解为各种频率的分量，其中也包括有fo分量。 选频网络：把fo分量选出，把其他频率的分量衰减掉。这时，只要： |AF|>1，且A+ B =2n，即可起振。

  33. 问题2：如何稳幅？ 起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这时若|AF|仍大于1，则输出将会饱和失真。 达到需要的幅值后，将参数调整为AF=1，即可稳幅。 起振并能稳定振荡的条件： 具体方法将在后面具体电路中介绍。

  34. R1 C1 C2 R2 §7.5.2 RC振荡电路 一、选频电路 用RC 电路构成选频网络的振荡电路即所谓的 RC振荡电路，可选用的 RC 选频网络有多种，这里只介绍文氏桥选频电路。

  35. R1 C1 C2 R2 时，相移为0。

  36. f fo +90 f –90 如果：R1=R2=R，C1=C2=C，则： 传递函数： 幅频特性： 相频特性：

  37. R2  _  R uo + C + C R R1 二、用运放组成的RC振荡器 因为： 所以，要满足相位条件，只有在 fo处

  38. 半导体 热敏电阻 RT t   _  R uo + C + C R R1 uo Rt A t 能自行启动的电路（1） 起振时，RT略大于2R1，使|AF|>1，以便起振； 起振后，uo逐渐增大则RT逐渐减小，使得输出uo为某值时，|AF|=1，从而稳幅。

  39. D1 R21 R22 D2  _  R + C + C R1 能自行启动的电路（2） R22为一小电阻，使(R21+R22)略大于2R1，|AF|>1，以便起振； 随着uo的增加，R22逐渐被短接，A自动下降到使|AF|=1，使得输出uo稳定在某值。

  40. R2 RF R1 R3 K  _  uo R + C R2 + R3 R1 C R K 通过调整R或/和C来调整频率。 输出频率的调整： K：双联波段开关，切换R，用于粗调振荡频率。 C：双联可调电容，改变C，用于细调振荡频率。

  41. R28 R27 D1 RF2 R26 RF1 R1 R25 D1  R24 _  uo C R23 + + R22 R21 C R 电子琴的振荡电路电路：

  42. +UCC RF – – + + + + R1 RC2 R2 RC1 R – + – + + + C C1 C3 C2 T2 T1 C R R3 RE2 RE1 CE 三、用分立元件组成的RC振荡器 ube RC网络正反馈，RF、RE1组成负反馈，调整到合适的参数则可产生振荡。

  43. §7.5.3 LC振荡电路 LC 振荡电路的选频电路由电感和电容构成，可以产生高频振荡。由于高频运放价格较高，所以一般用分离元件组成放大电路。本节只对 LC振荡电路做一简单介绍，重点掌握相位条件的判别。 首先介绍一下 LC 选频网络。

  44. L C R 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！

  45. +UCC C2 C1 C 例1： – + +  – + 正反馈 频率由LC谐振网络决定。

  46. +UCC C2 C1 C uC uL1 L1 uL2 L2 例2： 设uB  ube  uC  uL1 uL2 uB  uD  正反馈 频率由C 、L1 、L2谐振网络决定。 D

  47. +UCC A C i i + B C1 – L uL C2 – + 例3： 设uB  uC  uC1 uC1减小时， uC2如何变化？ 设L 、C1 、C2 组成的谐振网络中的电流为i ，则 uB  uC1 uC2 正反馈 频率由 L 、C1 、C2 组成的谐振网络决定。

  48. +UCC C1 A C2 C B E 例4： 设uB  ube  uC  + – uA  uC1 uE  ube  正反馈 频率由 L 、C1 、C2 组成的谐振网络决定。

  49. 电子技术 模拟电路部分 第七章 结束

More Related