電路與電子學(xué)9信號運(yùn)算處理及波形發(fā)生電路

1、第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-19.1 運(yùn)算電路9.3 有源濾波電路9.4 電壓比較器*9.5 采樣-保持電路9.5 正弦波振蕩電路9.6 非正弦波發(fā)生電路9.2 電壓、電流變換電路第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-2 ao越大，運(yùn)放的線性越大，運(yùn)放的線性范圍越小。一般情況加范圍越小。一般情況加負(fù)反饋才能使其工作于負(fù)反饋才能使其工作于線性區(qū)。線性區(qū)。+uom-uom轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性: : u uo o與與u ui i的關(guān)系的關(guān)系ui=u+-u-uoa0aouiuoimuimuimiuu 時(shí)：運(yùn)放工作 在線性區(qū)。imiuu 時(shí)：運(yùn)放工作 在非線性區(qū)。第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)

2、生電路9-3理想運(yùn)放的條件： 0a ir0ro )(00uuauauio0ii 放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)，當(dāng)有幾放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)，當(dāng)有幾級運(yùn)放時(shí)可以分級分析。級運(yùn)放時(shí)可以分級分析。 uu虛短路虛短路虛開路虛開路uiuoa0第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-4由于運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)很大，輸入電阻高，輸出電由于運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)很大，輸入電阻高，輸出電阻小，在分析時(shí)常將其理想化，稱其所謂的阻小，在分析時(shí)常將其理想化，稱其所謂的理想運(yùn)放理想運(yùn)放。運(yùn)放線性運(yùn)用運(yùn)放線性運(yùn)用信號的放大、運(yùn)算信號的放大、運(yùn)算恒壓源、恒流源電路恒壓源、恒流源電路有源濾波電路有源濾波電路在運(yùn)放的線性應(yīng)用中，運(yùn)放的輸出與輸入之

3、間在運(yùn)放的線性應(yīng)用中，運(yùn)放的輸出與輸入之間加了負(fù)反饋，使運(yùn)放工作于線性狀態(tài)。加了負(fù)反饋，使運(yùn)放工作于線性狀態(tài)。uiuoa0第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-5(一一)、 反相比例電路反相比例電路0 uu i1i2i 1 = i 2foiirururuu1110rruuafiurfr1rbuiuoa虛短路虛短路虛開路虛開路第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-6uo電路的輸入電阻：電路的輸入電阻：r i = u i / i i=r1輸出電阻很?。≥敵鲭娮韬苄。∑胶怆娮?，使輸入端對地平衡電阻，使輸入端對地的的靜態(tài)電阻靜態(tài)電阻相等相等,以消除以消除偏置電流的影響。偏置電流的影響。r2=r1/

4、 rfrfr1rbuii iar o =0第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-7rfr1rbuiuo共模電壓：共模電壓：0uuuc1、輸入電阻小。、輸入電阻小。a 反相輸入反相輸入電路的特點(diǎn)電路的特點(diǎn)2、共模電壓為、共模電壓為03、同向端、同向端“虛地虛地”。第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-8(二二)、 同相比例電路同相比例電路rfr1rbuiuou-= u+=1ruruuifioifourru)1 (1共模電壓：共模電壓： uc = u i沒有虛地。沒有虛地。uia第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-9ifourru)1 (1rfr1rbuiuoa當(dāng)當(dāng) rf=0 時(shí)時(shí):iou

5、u r1rbuiuoauiuoa*電壓跟隨電路電壓跟隨電路iouuuu在電路中作用與分離元件的射極輸出器相在電路中作用與分離元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。同，但是電壓跟隨性能好。第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-10（一）、反相加法電路（一）、反相加法電路uo0uufiii1211)(22110ififurrurrurfr2ui2i12r1ui1rbi11ifa第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-11u+ = ui1 則電壓放大倍數(shù)為：則電壓放大倍數(shù)為：urruf)1 (10u+ ui1 、ui2？2i2221211i222122urrrurrrur22ui2)(1 (2

6、12111111211121iifurrrurrrrru所以：所以：注意注意:同相求和電路的兩個(gè)輸入信號的放同相求和電路的兩個(gè)輸入信號的放大倍數(shù)互相影響，不能單獨(dú)調(diào)整。大倍數(shù)互相影響，不能單獨(dú)調(diào)整。r1rfu i1+_uor21a（二）、同相加法電路（二）、同相加法電路第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-12(三三)、減法電路、減法電路uu112ruuruuio432ruruui)(1212iiouurrur2r1r3ui2uor4ui1a1211214342rrurrrrrruuiio當(dāng)當(dāng)31rr 42rr 時(shí)：時(shí)：第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-13r2r1r3ui2uor4u

7、i1 差動式放大器放大了差動式放大器放大了兩個(gè)信號的差，但是它兩個(gè)信號的差，但是它的輸入電阻不高的輸入電阻不高 ri = （r1 + r3 ）a虛短路虛短路第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-14以上電路的比較歸納：以上電路的比較歸納：它們都引入電壓負(fù)反饋，因此輸出電阻都比較小它們都引入電壓負(fù)反饋，因此輸出電阻都比較小 。 關(guān)于輸入電阻：反相輸入的輸入電阻小，同相輸關(guān)于輸入電阻：反相輸入的輸入電阻小，同相輸入的輸入電阻高。入的輸入電阻高。 同相輸入的共模電壓高，反相輸入的共模電壓小。同相輸入的共模電壓高，反相輸入的共模電壓小。r2r1rpuiuoar2r1rpuii ia第九章 信號運(yùn)算、

8、處理及波形發(fā)生電路9-15應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例： 輸入方波，輸出是三角波。輸入方波，輸出是三角波。tui0(一一) 積分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路ruii1 dtuudciof)( dturc1uiotuo0i1ifu irr2cuoatktrcuuo)(uuc(0+）第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-162、如果積分器從某一時(shí)、如果積分器從某一時(shí)刻輸入一直流電壓，輸出刻輸入一直流電壓，輸出將反向積分，經(jīng)過一定的將反向積分，經(jīng)過一定的時(shí)間后輸出飽和。時(shí)間后輸出飽和。tui0tuo0 t0oudtrc1uu-uommomutrc1u urcutomm tm積分時(shí)限積分時(shí)限i1ifu irr2cuo

9、atktrcuuo)(第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-17(二二) 微分運(yùn)算電路微分運(yùn)算電路u-= u+= 0ruiof dtducii1 f1ii dtdurcuio ifu iuorr2i1ca第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-18tsinui 若輸入：若輸入：則：則：)90sin(trctrcuocostui0tuo0u iuorr2i1ifcdtdurcuio a第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-19解:在求電壓放大倍數(shù)表達(dá)式時(shí)，可以把a(bǔ)1和a2看成一個(gè)運(yùn)算放大器，見圖中棕色線框。 因a1和a2 都是反相輸入的，因此可確定輸入信號和輸出信號之間的極性。該電路相當(dāng)同相

10、比例運(yùn)算電路，所以 6511rrfauu索引索引例例1：求電路的電壓放大倍數(shù)。第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-20例例2：三運(yùn)放電路：三運(yùn)放電路uo1uo2r1r1r2r2uorrrwui1ui2aba1a2aui第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-211 iauu 2ibuu wbawooruurruu221wiiruu2112oouu)(212iiwwuurrrrrrwui1ui2uo1uo2abaa第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-22)(1212ooouurru 1o2ouu)uu(rrr21i2iww ou)(21212iiwwuurrrrrrrrwui1ui2uo

11、1uo2abaar1r1r2r2uouo1uo2a第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-23三運(yùn)放電路是差動放大器，放大倍數(shù)可調(diào)三運(yùn)放電路是差動放大器，放大倍數(shù)可調(diào)(rw)。電路為串聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻高。電路為串聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻高。uo1uo2r1r1r2r2uoou)uu(rrr2rr1i2iww12 rrrwui1ui2abaaa第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-24uo(一一)、對數(shù)運(yùn)算電路對數(shù)運(yùn)算電路sitoiruuu1lnr1uiai1idrbd 對數(shù)運(yùn)算電路以二極對數(shù)運(yùn)算電路以二極管或三極管的發(fā)射結(jié)作為管或三極管的發(fā)射結(jié)作為反饋元件，電路的指數(shù)規(guī)反饋元件，電路的指數(shù)規(guī)律由

12、二極管的正向?qū)ㄌ芈捎啥O管的正向?qū)ㄌ匦詫?shí)現(xiàn)。性實(shí)現(xiàn)。dii 1tduusdeii/oduu11ruii第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-25(二二)、反對數(shù)運(yùn)算：、反對數(shù)運(yùn)算：uorfuiarbticif 反對數(shù)運(yùn)算是對反對數(shù)運(yùn)算是對數(shù)運(yùn)算反運(yùn)算，反對數(shù)運(yùn)算反運(yùn)算，反對數(shù)運(yùn)算電路是將對數(shù)數(shù)運(yùn)算電路是將對數(shù)運(yùn)算電路中的二極管運(yùn)算電路中的二極管（或三極管）與電阻（或三極管）與電阻的位置進(jìn)行互換完成的位置進(jìn)行互換完成的。的。tiuufsffoeririu/beuuifiic第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-26 模擬乘法器是實(shí)用電子器件，早期應(yīng)用于模擬模擬乘法器是實(shí)用電子器件，早期應(yīng)

13、用于模擬計(jì)算機(jī)，目前廣泛應(yīng)用于信號處理、信號檢測、通計(jì)算機(jī)，目前廣泛應(yīng)用于信號處理、信號檢測、通訊工程等科學(xué)領(lǐng)域。訊工程等科學(xué)領(lǐng)域。(一一)、乘法運(yùn)算電路、乘法運(yùn)算電路第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-27111lnsxtoiruuu212lnsytoiruuu2121lnssyxtiiruuuyxsssouuiiriru212133uor3rb3t3icifr2rb2ifr1a1rb1r1t1t2rb1a2a3a4uo1uo2uo3ux0uy0r2r2)(213ooouuu第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-28差動式減法器差動式減法器t1t2+_yuxu+_ouei1ci2civ

14、cc-veercr1rerct3r1rf+-rfyxoukuu yxftecfouurrurrru)(21)()(121121cccfccfoiirrruurruyuxuou第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-29a、第一級的開路電壓：xcteyxcmoururuurgu2假設(shè)：21bebeuu21ssiiyxtecfcfouuurrrrru2b、輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系：這里：)(2fctecfrrurrrkteytetcbecmuruuiuiuig12121212cxmciugixcmcccccourgririiu1212)(yxoukuu跨導(dǎo)跨導(dǎo)第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9

15、-30ic1ic2ic5ic6i+iyi-iyiy+vccrcrct1t2+ -veeryt5t6t3t4ic3ic4ii-ux+-uy+第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-31c6c5cc2c1cor)ii(r)ii(ucxt4cxt3cr)u2iu2i(uu)ii(u2r4c3ctxcuytyxcruruu推導(dǎo)推導(dǎo)xt3cxm2c1cuuu2igiixt4cxm6c5cuuu2igiiyyy4c3cr2i 2iiu第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-32例1: 利用乘法器實(shí)現(xiàn)yxuukuo1yuour1rf+-rbxu1ifizxya解： 當(dāng)r1= rf時(shí)，則有xzuuoyzuuu

16、k又又yxouuuk1所以所以電路正常工作的條件是:運(yùn)放的反饋極性為負(fù)。因此：時(shí) 為負(fù)；時(shí) 為正。0k0kyuyuxu的極性任意第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-33、電壓源：、電壓源：要求輸出電阻小要求輸出電阻小電路電路組成組成反向比例放大器反向比例放大器同相比例放大器同相比例放大器第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-34sfourru1_+rfr1rbuousasfourru)1(1_+rfr1rbuousa電電路路特特點(diǎn)點(diǎn)1、反相比例放大器組成的電壓源輸出可、反相比例放大器組成的電壓源輸出可以小于輸入。以小于輸入。2、同相比例放大器組成的電壓源的輸出、同相比例放大器組成的電壓源

17、的輸出大于輸入。大于輸入。3、同相比例放大器的輸入電阻大，從信、同相比例放大器的輸入電阻大，從信號源取得的電流小。號源取得的電流小。第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-35s12furru2/rruiffl負(fù)載負(fù)載懸地懸地！fil_+r2r1rpusrfrlarl、電流源：、電流源：要求輸出電阻大，要有電流負(fù)反饋。要求輸出電阻大，要有電流負(fù)反饋。sffurrrrrr1222sffurrrr12負(fù)載電流負(fù)載電流il與的與的rl數(shù)值無關(guān)，數(shù)值無關(guān)，第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-36ruiio_+r1uirrlioarl_+r1uirlioarlr4r2r3uolliorrrrrrru

18、rri12433124312rrrr4ruiio問題：負(fù)載懸地。第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-37濾波電路的種類濾波電路的種類:按信號性質(zhì)按信號性質(zhì): 模擬濾波器和數(shù)字濾波器模擬濾波器和數(shù)字濾波器按電路功能按電路功能: 低通濾波器lpf高通濾波器hpf帶通濾波器bpf帶阻濾波器brf按所用元件按所用元件: 無源濾波器和無源濾波器和有源濾波器有源濾波器第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-38一、低通濾波器一、低通濾波器ofurrru11iucjrcju11iucrj11rcjrruufio11)1 (1uurr1rfc+-iu ou 第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-39rc

19、jrruufio11)1(1幅頻幅頻特性特性201fio)(11)rr1(uu )rc1(0 1、0 時(shí)：時(shí)：)1 (1rruuafiou2、0 時(shí)：時(shí)：21)1 (1rruuafiourr1rfc+-iu ou o/o11rrfua第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-40有源濾波器于無源濾波器性能比較有源濾波器于無源濾波器性能比較ioucrju11rcjrruufio11)1 (1criu ou rr1rfc+-iu ou )rr1(uu1fio 1、有電壓放大作用、有電壓放大作用2、有電壓負(fù)反饋，輸出、有電壓負(fù)反饋，輸出 恒壓帶負(fù)載能力強(qiáng)。恒壓帶負(fù)載能力強(qiáng)。如何進(jìn)一步提高濾波質(zhì)量?3、

20、頻率特性不夠理想。、頻率特性不夠理想。第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-41二階有源低通濾波器二階有源低通濾波器uauforcaqof131oofiofqjauua1)(1)(2rfrr1c+-iu ou crp11rraff21q 2q o/)(fa第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-4221q 2q o/二、高通濾波器rc對調(diào)對調(diào)rr1+-iu ou crcr1021)(1)(qjauuaofiof11rraff)(fa第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-43 比較器屬于運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用，所謂比較器屬于運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用，所謂非線性應(yīng)用非線性應(yīng)用是指：由運(yùn)放組成的電

21、路處于非線性是指：由運(yùn)放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關(guān)系狀態(tài)，輸出與輸入的關(guān)系uo=f(ui)是非線性函數(shù)。是非線性函數(shù)。 由運(yùn)放組成的非線性電路有以下三種情況。由運(yùn)放組成的非線性電路有以下三種情況。、電路中的運(yùn)放處于非線性狀態(tài)（開環(huán)或正反饋）。、電路中的運(yùn)放處于非線性狀態(tài)（開環(huán)或正反饋）。、電路中的運(yùn)放處于線性狀態(tài)，但外圍電路有非線性元、電路中的運(yùn)放處于線性狀態(tài)，但外圍電路有非線性元件（二極管、三極管）。件（二極管、三極管）。、電路中的運(yùn)放處于非線性狀態(tài)，外圍電路也有非線性元、電路中的運(yùn)放處于非線性狀態(tài)，外圍電路也有非線性元件（二極管、三極管）。件（二極管、三極管）。第九章 信號運(yùn)

22、算、處理及波形發(fā)生電路9-44一、簡單電壓比較器一、簡單電壓比較器uoui0+uom-uomur+uouiuruoui0+uom-uom過零比較器過零比較器ur = 0 的情況的情況:+uoui第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-45tuituo+uom-uom例例1：利用電壓比較：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉狡鲗⒄也ㄗ優(yōu)榉讲ā２ā?uoui第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-46*例2： 水位監(jiān)控。水位監(jiān)控。如何防止干擾？如何防止干擾？uo+uouikmur標(biāo)準(zhǔn)水位標(biāo)準(zhǔn)水位測量水位測量水位第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-47二、具有滯回特性的比較器二、具有滯回特性的比較器分

23、析：分析：、因?yàn)橛姓答?，所以、因?yàn)橛姓答?，所以輸出飽和。輸出飽和。、?dāng)、當(dāng)uo正飽和時(shí)：正飽和時(shí)：hom211ruurrru 當(dāng)當(dāng)uo負(fù)飽和時(shí)：負(fù)飽和時(shí)：lom211ruurrru 比較電壓由原比較電壓由原來的輸出決定來的輸出決定+uorr2r1uiur第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-48u+h - u+l稱為回差稱為回差傳輸特性傳輸特性u+hu+l跳轉(zhuǎn)后增大了跳轉(zhuǎn)后增大了u+-u- 加速跳轉(zhuǎn)加速跳轉(zhuǎn)小于回差的干擾不小于回差的干擾不會引起跳轉(zhuǎn)會引起跳轉(zhuǎn)下限下限上限上限uoui0uom-uomhom211ruurrru lom211ruurrru +uorr2r1uiur第九章 信號

24、運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-49tuiu+hu+ltuouom-uom輸入正弦波的情況輸入正弦波的情況+uorr2r1uiuru+hu+luoui0uom-uom第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-50somhurrrurrru212211somlurrrurrru212211加上參考電壓后的上下限加上參考電壓后的上下限uoui0u+hu+luous+rr2r1uiur第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-51如何計(jì)算上下限？如何計(jì)算上下限？用用uz代替代替uomuo uz+rr2r1uiur 為了穩(wěn)定輸出電壓，可以在輸為了穩(wěn)定輸出電壓，可以在輸出端加上雙向穩(wěn)壓管出端加上雙向穩(wěn)壓管第九章

25、 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-521fa因?yàn)椋阂驗(yàn)椋篴aa|fff|（1）振幅條件：）振幅條件：1|af（2）相位條件：）相位條件：nfa2n是整數(shù)是整數(shù)相位條件相位條件: 振蕩電路必須有正反饋；振蕩電路必須有正反饋；振幅條件振幅條件: 放大倍數(shù)可調(diào)。放大倍數(shù)可調(diào)。開環(huán)放大電路dx ox 反饋回路fx ix +ufuaufafaaa1f第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-53問題問題1：如何啟振？如何啟振？ uo 是振蕩器的電壓輸出是振蕩器的電壓輸出幅度，幅度，b是要求輸出的幅度是要求輸出的幅度。起振時(shí)。起振時(shí)uo=0，達(dá)到穩(wěn)定，達(dá)到穩(wěn)定振蕩時(shí)振蕩時(shí)uo=b。 放大電路中存在噪聲（即瞬

26、態(tài)擾動）放大電路中存在噪聲（即瞬態(tài)擾動）,這些擾動這些擾動可分解為各種頻率分量，其中也包括可分解為各種頻率分量，其中也包括fo分量。分量。 選頻網(wǎng)絡(luò)：選頻網(wǎng)絡(luò)：把把fo分量選出，把其他頻率的分量分量選出，把其他頻率的分量衰減掉。這時(shí)，只要：衰減掉。這時(shí)，只要：|af|1，且，且 a+ b =2n ，即可起振。即可起振。開環(huán)放大電路dx ox 反饋回路fx ix +ufuaufa第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-54問題問題2：如何穩(wěn)幅？如何穩(wěn)幅？ 起振后，輸出起振后，輸出uo將逐漸將逐漸增大，若不采取穩(wěn)幅增大，若不采取穩(wěn)幅, |af|仍仍大于大于1，輸出將會飽和失真。，輸出將會飽和失真。

27、 uo達(dá)到需要的幅值后，將參數(shù)調(diào)整為達(dá)到需要的幅值后，將參數(shù)調(diào)整為af=1，即可，即可穩(wěn)幅。穩(wěn)幅。起振并能穩(wěn)定振蕩的條件：起振并能穩(wěn)定振蕩的條件：111afbuafbuafbuooo時(shí)，時(shí)，時(shí)，開環(huán)放大電路dx ox 反饋回路fx ix +ufuaufa第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-55二、二、rc正弦波正弦波振蕩電路振蕩電路 用用rc 電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩電路即所謂的電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩電路即所謂的 rc振蕩電路，可選用的振蕩電路，可選用的 rc 選頻網(wǎng)絡(luò)有多種，這選頻網(wǎng)絡(luò)有多種，這里只介紹里只介紹文氏橋選頻電路文氏橋選頻電路。r1c1r2c2iuou1、選頻電路、選頻電路第九

28、章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-56)1( j)1 (112211221crcrccrruuio12211crcroo時(shí)，相移為時(shí)，相移為0 0。r1c1r2c2iuou122121crcrfo如果：如果：r1=r2=r，c1=c2=crcfo21)( j31ffffuuooio第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-57)( j31ffffuuooio)(31arctgffffoo22)(31ffffuuooio傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)：相頻特性：相頻特性：幅頻特性：幅頻特性：fofiouu31+90 90 f0r1c1r2c2iuou1/3第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-582、用運(yùn)

29、放組成的、用運(yùn)放組成的rc振蕩器振蕩器0a所以，要滿足相位條所以，要滿足相位條件，只有在件，只有在 fo 處處0f因?yàn)椋阂驗(yàn)椋?af122rr 121rra3112rrauo_+r2rcrcr1aoui放大放大穩(wěn)幅穩(wěn)幅選選頻頻)( j31ffffuuooioiu ou 31f第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-59輸出頻率的調(diào)整：輸出頻率的調(diào)整：rcfo21通過調(diào)整通過調(diào)整r或或/和和c來改變頻率。來改變頻率。c：雙聯(lián)可調(diào)電：雙聯(lián)可調(diào)電容，改變?nèi)?，改變c，用于細(xì)調(diào)振用于細(xì)調(diào)振蕩頻率。蕩頻率。k：雙聯(lián)波段開：雙聯(lián)波段開關(guān)，切換關(guān)，切換r，用于粗調(diào)振用于粗調(diào)振蕩頻率。蕩頻率。_+rfuorcc

30、rkkr1r1r2r2r3r3第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-60omhurrru211omlurrru211上下門限電壓：上下門限電壓：-+rr1r2c+ucuo工作原理：工作原理：(a )設(shè)：設(shè)： uo = + uom此時(shí)，輸出給此時(shí)，輸出給c充電充電!u+huc0t則：則：u+=u+h第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-61一旦一旦 uc u+h , 就有就有 u- u+ uo 立即由立即由uom 變成變成uom ! u+huc0t0tuouom-uom在在 uc u+h 時(shí)，時(shí)， u- u+ , uo 保持保持 + uom 不變；不變；-+rr1r2c+ucuo第九章 信號

31、運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-62c 經(jīng)輸出端放電，經(jīng)輸出端放電，u+huctu+l(b)當(dāng)當(dāng)uo = -uom 時(shí)，時(shí)，u+=u+luc達(dá)到達(dá)到u+l時(shí)，時(shí)，uo上翻。上翻。-+rr1r2c+ucuo第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-63 當(dāng)當(dāng)uo 重新回到重新回到uom 以后，電路又進(jìn)入另以后，電路又進(jìn)入另一個(gè)周期性的變化：一個(gè)周期性的變化：u+huc0tu+luomuo0t- uom-+rr1r2c+ucuo第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-64周期與頻率的計(jì)算：周期與頻率的計(jì)算：tu+huc0tu+luomuo0t- uom)rr21ln(rc2t21 t1f -+rr1r2

32、c+ucuo第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-65積分電路積分電路將將矩形波矩形波變?yōu)樽優(yōu)槿侨遣ú?此電路要求前后電路的時(shí)間常數(shù)配合此電路要求前后電路的時(shí)間常數(shù)配合好，不能讓積分器飽和。好，不能讓積分器飽和。方波發(fā)生器方波發(fā)生器rr1r2c+uc+a1反向積分電路反向積分電路rr2cuo+a2電電路路一一方波發(fā)生器方波發(fā)生器 產(chǎn)生產(chǎn)生 矩形波矩形波第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-66turcuood11 三角波的周三角波的周期由方波發(fā)生期由方波發(fā)生器確定，其幅器確定，其幅值也由周期值也由周期t和參數(shù)和參數(shù)r、c決定。決定。uo0uo1tuom-uomrr1r2c+ucrr2c

33、uouo1+a1a2)rr2rcln(12t21)(21ourcuttrcuuoo)(1u-u第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-67電路二：電路二：電路一的改型電路一的改型a1a2uouo1r02r01rcr2r1反向積分電路反向積分電路滯回滯回比較器比較器特點(diǎn)：特點(diǎn)：滯回比較器的輸出作為反相積分器的輸入，反滯回比較器的輸出作為反相積分器的輸入，反 相積分器的輸出又反饋到滯回比較器的輸入。相積分器的輸出又反饋到滯回比較器的輸入。+第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-68oourrrurrru1221121100uo1tuomuomuotu +hu +la1a2uouo1r02r01r

34、cr2r1+omouu101u時(shí)：時(shí)：電容充電電容充電u uo o電位下降。電位下降。omouu101u時(shí)：時(shí)：電容充電電容充電u uo o電位升高。電位升高。ucu uo o電位下降使得電位下降使得u u1+1+下降下降第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-69oourrrurrru12211211a1a2uouo1r02r01rcr2r1+0tuomuomuo1uo2t1t2取取 t1t2 段：段： uo1= -uom ; uo線性增加：線性增加：當(dāng)當(dāng)uo = uom r1/r2時(shí)時(shí), u1+= 0在在 t1t2 點(diǎn)：點(diǎn)：omurr21omurr21uo第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電

35、路9-70a1a2uouo1r02r01rcr2r1+0tuo2uo1uomuomt1t2omurr21omurr210t由此可得，三角波的峰值是：由此可得，三角波的峰值是：omourru21幅值的計(jì)算：幅值的計(jì)算：第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-71周期和頻率的計(jì)算：周期和頻率的計(jì)算：rcrrf124214rrcrt ttt5 . 021a1a2uouo1r02r1rcr2r1+tkuo)()(1212ttrcuuuomotottt1t2tuot1t22)()()(2121trcuurrurromomom根據(jù)：根據(jù)：omlurru21omhurru21第九章 信號運(yùn)算、處理及波形發(fā)生電路9-72 電容充放電時(shí)間電容充放電時(shí)間t t1 1、t t2 2可通過可通過r r、rr調(diào)整。調(diào)整。 當(dāng)當(dāng)rr=0=0時(shí)，則為鋸齒時(shí)，則為鋸齒波發(fā)生器。波發(fā)生器。電路三：電路三：是電路二的改進(jìn)是電路二的改進(jìn)uo1被嵌位被嵌位于于uzr2r1r r2cuor