波形發(fā)生電路

1、第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 第第7章章 波形發(fā)生電路波形發(fā)生電路 7.2 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 7.1 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路 7.1.1 正弦波振蕩電路的基礎(chǔ)知識正弦波振蕩電路的基礎(chǔ)知識 1. 自激振蕩現(xiàn)象自激振蕩現(xiàn)象 擴(kuò)音系統(tǒng)在使用中有時會發(fā)出刺耳的嘯叫聲, 其 形成的過程如圖7.1所示。 擴(kuò)音機(jī) 揚(yáng)聲器 話筒 圖 7.1 自激振蕩現(xiàn)象 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 2. 自激振蕩形成的條件自激振蕩形成的條件 可以借助圖.所示

2、的方框圖來分析正弦波振 蕩形成的條件。 a . f . 放大電路 2s 1 uid . ui . uf . uo . 僅饋電路 圖 7.2 振蕩電路的方框圖 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 由此可見, 自激振蕩形成的基本條件是反饋信號 與 輸入信號大小相等、 相位相同, 即 , 而 可得 ifuu i fufau 1 fa (7.1) 這包含著兩層含義: （） 反饋信號與輸入信號大小相等, 表示 即 （） 反饋信號與輸入信號相位相同, 表示輸入信號 經(jīng)過放大電路產(chǎn)生的相移a和反饋網(wǎng)絡(luò)的相移f之和 為0, 2, 4, , 2n, 即 ifuu 1

3、fa （7.2） 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 a+f=2n(n=0, 1, 2, 3, ) （7.3） 稱為相位平衡條件。 uo . o ba c 起振穩(wěn)幅 t 圖 7.3 自激振蕩的起振波形 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 . 正弦波振蕩的形成過程正弦波振蕩的形成過程 放大電路在接通電源的瞬間, 隨著電源電壓由零 開始的突然增大, 電路受到擾動, 在放大器的輸入端產(chǎn) 生一個微弱的擾動電壓ui, 經(jīng)放大器放大、 正反饋, 再 放大、 再反饋, 如此反復(fù)循環(huán), 輸出信號的幅度很快 增加。 這個擾動

4、電壓包括從低頻到甚高頻的各種頻率 的諧波成分。 為了能得到我們所需要頻率的正弦波信 號, 必須增加選頻網(wǎng)絡(luò), 只有在選頻網(wǎng)絡(luò)中心頻率上的 信號能通過, 其他頻率的信號被抑制, 在輸出端就會得 到如圖7.3的ab段所示的起振波形。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 那么, 振蕩電路在起振以后, 振蕩幅度會不會無 休止地增長下去了呢？這就需要增加穩(wěn)幅環(huán)節(jié), 當(dāng)振蕩 電路的輸出達(dá)到一定幅度后, 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)就會使輸出減小, 維持一個相對穩(wěn)定的穩(wěn)幅振蕩, 如圖7.3的bc段所示。 也就是說, 在振蕩建立的初期, 必須使反饋信號大于原 輸入信號, 反饋信號一次比

5、一次大, 才能使振蕩幅度逐 漸增大; 當(dāng)振蕩建立后, 還必須使反饋信號等于原輸入 信號, 才能使建立的振蕩得以維持下去。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 由上述分析可知, 起振條件應(yīng)為 1 fa 1 fa 穩(wěn)幅后的幅度平衡條件為 （7.4） . 振蕩電路的組成振蕩電路的組成 要形成振蕩, 電路中必須包含以下組成部分: 放大器; 正反饋網(wǎng)絡(luò); 選頻網(wǎng)絡(luò); 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)組成元件的不同, 正弦波振蕩電路通 常分為振蕩電路, 振蕩電路和石英晶體振蕩電路。 7.1.

6、2 rc正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路 rc正弦波振蕩電路結(jié)構(gòu)簡單, 性能可靠, 用來產(chǎn)生 幾兆赫茲以下的低頻信號, 常用的rc振蕩電路有rc橋式 振蕩電路和移相式振蕩電路。 1. rc橋式振蕩電路橋式振蕩電路 1） rc串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性 rc串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)由r2和c2并聯(lián)后與r1和c1串聯(lián)組成, 如圖7.4所示。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 z2 . u1 r2c2 . u2 z1 r1 c1 圖 7.4 rc串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 設(shè)r1、 c1的串聯(lián)阻抗用z1表示, r2

7、和c2的并聯(lián)阻 抗 用z2表示, 那么 22 2 2 1 11 1 1 rcj z z cj rz 輸出電壓 與輸入電壓 之比為rc串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)傳輸系數(shù), 記為 , 則 1 u 2 u f 22 2 1 1 22 2 21 2 1 2 1 1 1 rcj r cj r rcj r zz z u u f 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 ) 1 ()1 ( 1 12 21 1 2 2 1 cr crj c c r r 在實(shí)際電路中取c1=c2=c, r1=r2=r, 則上式可簡化為 3 1 arctan ) 1 (3 1 ) 1 (3 1 22 rc

8、rc rc rc ff rc rcj f f 其模值 相角 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 將f0 的表達(dá)式代入模值和相角的表達(dá)式, 并將角 頻 率變換為由頻率f表示, 則 rc f rc f 2 1 1 2 0 00 令 即 3 arctan )(3 1 0 0 2 0 0 2 f f f f f f f f f f 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 根據(jù)上式可作出rc串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)頻率特性如圖7.5所示。 f 3 1 0f0f f f0 f 0 90 90 圖 7.5 rc串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性 第三章

9、 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 當(dāng) f=f0時, 電壓傳輸系數(shù)最大, 其值為: f=1/3, 相 角為零, 即f=0。 此時, 輸出電壓與輸入電壓同相位。 當(dāng)ff0時, f3的要 求。 其中, 1、 2和r2是實(shí)現(xiàn)自動穩(wěn)幅的限幅電路。 1 1 r r a f u rc f 2 1 0 （7.5） 2rc移相式振蕩電路移相式振蕩電路 電路如圖7.7所示, 圖中反饋網(wǎng)絡(luò)由三節(jié)rc移相電 路構(gòu)成。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 rr ccc r rf uo . 圖 7.7 rc超前型移相式振蕩電路 第三章 放

10、大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 由于集成運(yùn)算放大器的相移為180, 為滿足振蕩 的相位平衡條件, 要求反饋網(wǎng)絡(luò)對某一頻率的信號再移相 180, 圖7.7中rc構(gòu)成超前相移網(wǎng)絡(luò)。 正如所知, 一節(jié) rc電路的最大相移為90, 不能滿足振蕩的相位條件; 二 節(jié)rc電路的最大相移可以達(dá)到180, 但當(dāng)相移等于 180時, 輸出電壓已接近于零, 故不能滿足起振的幅度 條件 。 為此, 在圖7.7所示的電路中, 采用三節(jié)rc超前相 移網(wǎng)絡(luò), 三節(jié)相移網(wǎng)絡(luò)對不同頻率的信號所產(chǎn)生的相移是 不同的, 但其中總有某一個頻率的信號, 通過此相移網(wǎng)絡(luò) 產(chǎn)生的相移剛好為180,

11、滿足相位平衡條件而產(chǎn)生振蕩, 該頻率即為振蕩頻率f0。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 rc移相式振蕩電路具有結(jié)構(gòu)簡單、 經(jīng)濟(jì)方便等 優(yōu)點(diǎn)。 其缺點(diǎn)是選頻性能較差, 頻率調(diào)節(jié)不方便, 由于 輸出幅度不夠穩(wěn)定, 輸出波形較差, 一般只用于振蕩頻 率固定、 穩(wěn)定性要求不高的場合。 29 62 1 0 u a rc f 振幅起振條件為 （7.6） （7.7） 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 7.1.3 lc振蕩電路振蕩電路 lc振蕩電路分為變壓器反饋式lc振蕩電路、 電感 反饋式lc振蕩電路、 電容反饋式

12、lc振蕩電路, 用來產(chǎn)生 幾兆赫茲以上的高頻信號。 1. 變壓器反饋式變壓器反饋式lc振蕩電路振蕩電路 ） 電路組成 變壓器反饋式lc振蕩電路如圖7.8所示。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 l1c：選頻網(wǎng)絡(luò) v、 rb1、 rb2、 re、 ce、 c1組成共射 放大電路 l1 () c () rl l3 l2 () () v cere rb2 () c1 rb1 t ucc l2：反饋線圈 引入正反饋 圖 7.8 變壓器反饋式lc正弦波振蕩電路 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 ） 振蕩條件 （1

13、） 相位平衡條件。 為了滿足相位平衡條件, 變壓器初次級之間的同名 端必須正確連接。 電路振蕩時, f=f0, lc回路的諧振阻抗是純電阻性, 由圖中l(wèi)1及l(fā)2同名端可知, 反饋信號與輸出電壓極性相 反, 即f=180。 于是a+f=360, 保證了電路的正 反饋, 滿足振蕩的相位平衡條件。 對頻率ff0的信號, lc回路的阻抗不是純阻抗, 而 是感性或容性阻抗。 此時, lc回路對信號會產(chǎn)生附加 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 相移, 造成f180, 那a+f360, 不能滿足相位 平衡條件, 電路也不可能產(chǎn)生振蕩。 由此可見, lc振蕩 電路

14、只有在f=f0這個頻率上, 才有可能振蕩。 （2） 幅度條件。 為了滿足幅度條件af1, 對晶體管的值有一定要 求。 一般只要值較大, 就能滿足振幅平衡條件。 反饋 線圈匝數(shù)越多, 耦合越強(qiáng), 電路越容易起振。 lc ff 2 1 0 （7.8） 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 4） 電路優(yōu)缺點(diǎn) (1) 易起振, 輸出電壓較大。 由于采用變壓器耦合, 易滿足阻抗匹配的要求。 (2) 調(diào)頻方便。 一般在lc回路中采用接入可變電 容器的方法來實(shí)現(xiàn), 調(diào)頻范圍較寬, 工作頻率通常在幾兆 赫左右。 (3) 輸出波形不理想。 由于反饋電壓取自電感兩 端,

15、它對高次諧波的阻抗大, 反饋也強(qiáng), 因此在輸出波形 中含有較多高次諧波成分。 2. 電感反饋式電感反饋式lc振蕩電路振蕩電路 1) 如圖7.9所示是電感反饋式lc振蕩電路, 又稱 哈特萊振蕩電路。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 rece v () () l2：反饋線圈 c2 rc ucc rb1 rb2 () c1 () () () () c l2 l1 () 圖 7.9 電感反饋式lc振蕩電路 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 ）振蕩條件分析 （1）相位條件。 設(shè)基極瞬時極性為正, 由于放大器的倒

16、相作用, 集電極 電位為負(fù), 與基極相位相反, 則電感的端為負(fù), 2端為公共 端, 端為正, 各瞬時極性如圖7.9所示。 反饋電壓由1端引 至三極管的基極, 故為正反饋, 滿足相位平衡條件。 （2） 幅度條件。 從圖7.9可以看出反饋電壓是取自電感l(wèi)2兩端, 加到晶 體管b、e間的。 所以改變線圈抽頭的位置, 即改變l2的大小, 就可調(diào)節(jié)反饋電壓的大小。 當(dāng)滿足| |1的條件時, 電路 便可起振。 fa 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 上式中, l1+l2+2m為lc回路的總電感, m為l1與 l2 間的互感耦合系數(shù)。 4） 電路優(yōu)缺點(diǎn) (1)

17、由于l1和l2之間耦合很緊, 故電路易起振, 輸 出幅度大。 (2) 調(diào)頻方便, 電容c若采用可變電容器, 就能獲得 較大的頻率調(diào)節(jié)范圍。 3） 振蕩頻率 cmlllc fo )2(2 1 2 1 21 （7.9） 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 (3) 由于反饋電壓取自電感l(wèi)2兩端, 它對高次諧波 的阻抗大, 反饋也強(qiáng), 因此在輸出波形中含有較多高次 諧波成分, 輸出波形不理想。 3 電容反饋式振蕩電路電容反饋式振蕩電路 電容反饋式lc振蕩電路又稱為考畢茲振蕩電路，如圖 7.10 所示。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 htt

18、p:/ 電子技術(shù) 論壇 rece v () () c2：反饋電容 rc ucc rb1 rb2 ()cb () () () () c2 c1 l 圖 7.10 電容反饋式振蕩電路 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 1） 相位條件 與分析電感反饋式振蕩電路相位條件的方法相同, 該電路也滿足相位平衡條件。 2） 幅度條件 由圖7.10的電路可看出, 反饋電壓取自電容c2兩端, 所以適當(dāng)?shù)剡x擇c1、 c2的數(shù)值, 并使放大器有足夠的放 大量, 電路便可起振。 3）振蕩頻率 振蕩頻率為 lc fo 2 1 （7.10） 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/

19、電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 是諧振回路的總電容。 4） 電路優(yōu)缺點(diǎn) 容易起振, 振蕩頻率高, 可達(dá)100 mhz以上。 輸出 波形較好, 這是由于c2對高次諧波的阻抗小, 反饋電壓中 的諧波成分少, 故振蕩波形較好。 但調(diào)節(jié)頻率不方便。 因?yàn)閏1、 c2的大小既與振蕩頻率有關(guān), 也與反饋量有關(guān)。 改變c1（或c2）時會影響反饋系數(shù), 從而影響反饋電壓的 大小, 造成電路工作性能不穩(wěn)定。 21 21 cc cc c 其中 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 *. 串聯(lián)改進(jìn)型電容反饋式串聯(lián)改進(jìn)型電容反饋式lc振蕩電路振蕩電路 串聯(lián)改進(jìn)型電

20、容反饋式lc振蕩電路又稱克拉潑振 蕩電路, 如圖7.11所示。 321 1111 2 1 cccc lc ff o 其中c表示回路總電容 （7.11） （7.12） 當(dāng)cc1, c3c2時, cc3。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 rece c3：用來 決定振蕩 頻率 rc ucc rb1 rb2 cb 2 c2 c1 l 3 1 c3 圖 7.11 克拉潑振蕩電路 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 7.1.4 晶體振蕩電路晶體振蕩電路 1. 石英晶體的諧振特性與等效電路石英晶體的諧振特性與等效電路

21、 石英晶體諧振器是晶振電路的核心元件, 其結(jié)構(gòu)和 外形如圖7.12所示。 石英晶體諧振 器是從一塊石英晶體上按確定的方 位角切下的薄片, 這種晶片可以是正方形、矩形或圓形、 音叉形的, 然后將晶片的兩個對應(yīng)表面上涂敷銀層, 并裝 上一對金屬板, 接出引線, 封裝于金屬殼內(nèi)。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 為什么石英晶體能作為一個諧振回路, 而且具有極 高的頻率穩(wěn)定度呢？這要從石英晶體的固有特性來進(jìn)行 分析。 物理學(xué)的研究表明, 當(dāng)石英晶體受到交變電場作 用時, 即在兩極板上加以交流電壓, 石英晶體便會產(chǎn)生機(jī) 械振動。 反過來, 若對石英晶體施加

22、周期性機(jī)械力, 使其 發(fā)生振動, 則又會在晶體表面出現(xiàn)相應(yīng)的交變電場和電 荷, 即在極板上有交變電壓。當(dāng)外加電場的頻率等于晶體 的固有頻率時, 便會產(chǎn)生“機(jī)電共振”, 振幅明顯加大, 這種現(xiàn)象稱為壓電諧振。 它與lc回路的諧振現(xiàn)象十分相 似。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 底座 絕緣體 管腳 晶片引線 (a) 金 屬 殼 (b) 圖 7.12石英晶體諧振器 (a) 石英晶體振蕩器； (b) 外形圖 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 壓電諧振的固有頻率與石英晶體的外形尺寸及切割 方式有關(guān)。 從電路上分

23、析, 石英晶體可以等效為一個lc 電路, 把它接到振蕩器上便可作為選頻環(huán)節(jié)應(yīng)用。 圖7.13為石英晶體在電路中的符號和等效電路。 (a) c0 l c r (b) 圖 7.13石英晶體的符號和 等效電路 (a) 符號； (b) 等效電路 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 圖7.14為石英晶體諧振器的電抗-頻率特性。 由圖7.14可知, 它具有兩個諧振頻率, 一個是l、 c、 r支路發(fā)生串聯(lián)諧振時的串聯(lián)諧振頻率fs, 另一個是l、 c、 r支路與c0支路發(fā)生并聯(lián)諧振時的并聯(lián)諧振頻率fp, 由圖 7.13 等效電路得 0 0 2 1 2 1 cc cc

24、 l f lc f p s （7.13） （7.14） 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 x 0 fsfpf 容性容性 感性 圖7.14 石英晶體的電抗頻率特性 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 2 石英晶體振蕩電路石英晶體振蕩電路 石英晶體振蕩器可以歸結(jié)為兩類, 一類稱為并聯(lián)型, 另一類稱為串聯(lián)型。 前者的振蕩頻率接近于fp, 后者的 振蕩頻率接近于fs, 分別介紹如下。 圖7.15所示為并聯(lián)型石英晶體振蕩器。 當(dāng)f0在 fs fp的窄小的頻率范圍內(nèi)時, 晶體在電路中起一個電 感作用, 它與c1、 c

25、2組成電容反饋式振蕩電路。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 rec2 晶體：在電路 中起電感作用， 工作頻率在 fs 和 fp之間 rc ucc rb1 rb2cb c1 v 圖 7.15 并聯(lián)型石英晶體振蕩電路 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 可見, 電路的諧振頻率f0應(yīng)略高于fs, c1 、 c2對f0的 影響很小, 電路的振蕩頻率由石英晶體決定, 改變c1、 c2 的值可以在很小的范圍內(nèi)微調(diào)f0。 圖7.16所示為串聯(lián)型石英晶體振蕩電路。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 ht

26、tp:/ 電子技術(shù) 論壇 re1 晶體：反饋元件， 工作于串聯(lián)諧振頻 率時，引入正反饋 rc1 ucc rb1 rb2cb v1 () () re2 ()c2 v2 rp 圖 7.16 串聯(lián)型石英晶體振蕩電路 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 7.27.2 非正弦信號發(fā)生器非正弦信號發(fā)生器 7.2.1矩形波發(fā)生器矩形波發(fā)生器 圖7.17(a)是一種能產(chǎn)生矩形波的基本電路, 也稱 為方波振蕩器。 由圖可見, 它是在滯回比較器的基礎(chǔ)上, 增加一條rc充、 放電負(fù)反饋支路構(gòu)成的。 1. 工作原理工作原理 在圖7.17（a）中, 電容上的電壓加在集成運(yùn)放

27、的反相端, 集成運(yùn)放工作在非線性區(qū), 輸出只有兩個值: +uz和-uz。 設(shè)在剛接通電源時, 電容上的電壓為零, 輸出為正飽和電壓+uz, 同相端的電壓為 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 電容c在輸出電壓+uz的作用下開始充電, 充電電 流 i經(jīng)過電阻rf, 如圖7.17（a）的實(shí)線所示。 當(dāng)充電電壓uc升至 2 21 2 u rr r 2 21 2 u rr r 值時, 由于運(yùn)放輸入端uu, 于是電路翻轉(zhuǎn), 輸出 電壓由+uz值翻至uz, 同相端電壓變?yōu)?2 21 2 u rr r 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/

28、 電子技術(shù) 論壇 r3 r1 r2 r5 r4 rf v c uc ic ic uo (a) 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 uc 0 r2 r1 r2 uz r2 r1 r2 uz uo uz 0 uz t t (b) 圖 7.17 矩形波發(fā)生電路及其波形 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 電容c開始放電, uc開始下降, 放電電流ic如圖（a） 中虛線所示。 當(dāng)電容電壓uc降至 2 21 2 u rr r 值時, 由于u0時, uo1z; 當(dāng)ui1, 因此外接電容c放電, uc 隨時間線性下降。

29、第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 當(dāng)uc下降到uc（ucc+uee）/3時, 比較器輸出 發(fā)生跳變, 使觸發(fā)器輸出端又由高電平變?yōu)榈碗娖? i2 再次斷開, i1再次向c充電, uc又隨時間線性上升。 如 此周而復(fù)始, 產(chǎn)生振蕩。 外接電容c交替地從一個電流 源充電后向另一個電流源放電, 就會在電容c的兩端產(chǎn) 生三角波并輸出到腳3。 該三角波經(jīng)電壓跟隨器緩沖 后, 一路經(jīng)正弦波變換器變成正弦波后由腳2 輸出, 另 一路通過比較器和觸發(fā)器, 并經(jīng)過反向器緩沖, 由腳 9 輸出方波。 圖 7.22 為 8038的外部引腳排列圖。 第三章 放大電路基礎(chǔ)

30、http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 1 2 3 4 5 6 7 14 13 12 11 10 9 8 icl 8038 正弦波 失真度調(diào)整 正弦波輸出 三角波輸出 接電阻ra 接電阻rb ucc 調(diào)頻偏置 電壓輸出 正弦波 失真度調(diào)整 uee(或接地) 接電容c 矩形波輸出 調(diào)頻偏置 電壓輸入 圖 7.22 8038的外部引腳排列圖 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 . 8038 的典型應(yīng)用的典型應(yīng)用 利用8038構(gòu)成的函數(shù)發(fā)生器如圖7.23所示, 其振 蕩頻率由電位器rp1滑動觸點(diǎn)的位置、 c的容量、 ra和 rb的阻值決定

31、, 圖中c1為高頻旁路電容, 用以消除 8 腳 的寄生交流電壓, rp2為方波占空比和正弦波失真度調(diào) 節(jié)電位器, 當(dāng)rp2位于中間時, 可輸出方波。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 ra 4.7 k rb 4.7 k 1 k rp2 r 10 k 4569 3 2 1011121 8 c1 0.1 f rp1 10 k 20 k rp3 100 k rp4 100 k 10 k c ucc 10 v uee 10v icl 8038 10 k 圖7.23 8038 的典型應(yīng)用 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技

32、術(shù) 論壇 *7.4 壓控振蕩器壓控振蕩器 1. 電路組成電路組成 壓控振蕩器如圖7.24所示, 該電路的輸入控制電 壓為直流電壓。 a1為差動積分電路, 積分電壓由控制 電壓ui提供, 積分方向由場效應(yīng)管v來改變; a2為滯回比 較器, 它的輸出控制著場效應(yīng)管的導(dǎo)通和截止。 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 r3 200 k r1 100 k r2 100 k ui v 2sk68a c 200 pf a1 uo1 r4 100 k 5.1 k 5 k r5 10 k r6 100 k v2 3.3 k v1 uo r8 r7 a2 圖 7.24

33、壓控振蕩器 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 2. 工作原理 設(shè)滯回比較器a2的輸出電壓為負(fù)飽和電壓uom, 此值一方面使比較器的同相端電壓為下門限電壓, 即 另一方面通過隔離二極管v2將比較大的負(fù)電壓加 在了場效應(yīng)管的柵極, 使場效應(yīng)管進(jìn)入夾斷區(qū)而截止, 此時, 積分電路可等效為圖7.25(a)。 omth u rr r u 65 5 2 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 ui ii 2r r 2 ui r ic a1 c (a) ui ii 2r r 2 ui r ic a1 c i2 r (b)

34、uouo 圖7.25積分電流的流向 (a) fet截止； (b) fet導(dǎo)通 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 由圖可以看出, u+=ui/2, 根據(jù)“虛短”的概念, u-=u+=ui/2, 再根據(jù) “虛斷”的概念, 電容器上的充 電電流為 由于輸入電壓ui為直流電壓, 因此電容器c為恒流 充電, 電容器c上的電壓直線上升, 而a1的輸出電壓uo1 直線下降, 當(dāng)uo1降至 r u r u u iic 42 21 1 1 1 （7.17） om u rr r 65 5 第三章 放大電路基礎(chǔ) http:/ 電子發(fā)燒 友 http:/ 電子技術(shù) 論壇 時, 比較器a2翻轉(zhuǎn)為+uom。 比較器a2的輸出電壓+uom, 一方面使比較器的同相端電壓為上門限電壓, 即 另一方面使隔離二極管v2截止, 此時, 場效應(yīng)管因 柵源電壓為零而飽和導(dǎo)通, 其積分電路可等效為圖 7.25（b）。 由圖可知 r u r u i r u r u u i 2 2 , 4