模擬電子線路第8章

1、模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換1第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換2 正弦波發(fā)生電路能產(chǎn)生正弦波輸出，正弦波發(fā)生電路能產(chǎn)生正弦波輸出，它是各類波形發(fā)生器和信號(hào)源的核心電路。它是各類波形發(fā)生器和信號(hào)源的核心電路。正弦波發(fā)生電路也稱為正弦波振蕩電路或正弦波發(fā)生電路也稱為正弦波振蕩電路或正弦波振蕩器正弦波振蕩器。8.1 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)

2、生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換3振蕩器振蕩器是一種是一種不需外加信號(hào)激勵(lì)不需外加信號(hào)激勵(lì)而能自動(dòng)而能自動(dòng)將直流能量變換為周期性交變能量的裝置將直流能量變換為周期性交變能量的裝置引言引言直流電源提供的能量直流電源提供的能量交變能量交變能量 放大器是一種在輸入信號(hào)控制下，將直流放大器是一種在輸入信號(hào)控制下，將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榘摧斎胄盘?hào)規(guī)律變化的電源提供的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榘摧斎胄盘?hào)規(guī)律變化的交變能量的電路。交變能量的電路。 振蕩器是不需要輸入信號(hào)控制，就能自動(dòng)振蕩器是不需要輸入信號(hào)控制，就能自動(dòng)地將直流電源的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榈貙⒅绷麟娫吹哪芰哭D(zhuǎn)變?yōu)樘囟l率和幅度特定頻率和幅度的的交變能量的電路。交

3、變能量的電路。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換4 按振蕩波形分類按振蕩波形分類 正弦波振蕩器、非正弦波振蕩器正弦波振蕩器、非正弦波振蕩器 按工作機(jī)理分類按工作機(jī)理分類 反饋振蕩器、負(fù)阻振蕩器反饋振蕩器、負(fù)阻振蕩器 按選頻網(wǎng)絡(luò)分類按選頻網(wǎng)絡(luò)分類 LCLC振蕩器、振蕩器、RCRC振蕩器、晶體振蕩器振蕩器、晶體振蕩器 壓控振蕩器、壓控晶體振蕩器壓控振蕩器、壓控晶體振蕩器 集成振蕩器、開關(guān)電容振蕩器集成振蕩器、開關(guān)電容振蕩器 Hz kHz MHz GHz THz 振蕩器RC 振蕩器LC 晶體振蕩器 負(fù)阻振蕩器微波半導(dǎo)體 振蕩器的分類振

4、蕩器的分類模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換5一、振蕩器的工作原理 產(chǎn)生正弦波的條件與負(fù)反饋放大電路產(chǎn)生正弦波的條件與負(fù)反饋放大電路產(chǎn)生自激的條件十分類似。產(chǎn)生自激的條件十分類似。u 負(fù)反饋放大電路：信號(hào)頻率達(dá)到了通負(fù)反饋放大電路：信號(hào)頻率達(dá)到了通頻帶的兩端，產(chǎn)生了足夠的附加相移，從頻帶的兩端，產(chǎn)生了足夠的附加相移，從而使負(fù)反饋?zhàn)兂闪苏答?。而使?fù)反饋?zhàn)兂闪苏答?。u 振蕩電路：建立正反饋，振蕩建立后振蕩電路：建立正反饋，振蕩建立后只是一種頻率的信號(hào)。只是一種頻率的信號(hào)。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波

5、形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換6(a) 負(fù)反饋放大電路 (b) 正反饋振蕩電路 1 振蕩平衡條件振蕩平衡條件 振蕩平衡條件振蕩平衡條件 幅度平衡條件幅度平衡條件 相位平衡條件相位平衡條件 fkAAA.f11.fkA1.fkAAF = A+ k= 2n模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換7n起振條件起振條件：首先，要讓振蕩器自己振起來（自：首先，要讓振蕩器自己振起來（自激振蕩）激振蕩）n平衡條件平衡條件：其次，保證振蕩器環(huán)路中的能量補(bǔ)：其次，保證振蕩器環(huán)路中的能量補(bǔ)充恰好抵消能量消耗，達(dá)到環(huán)路平衡充恰好抵消能量消耗，達(dá)到

6、環(huán)路平衡n穩(wěn)定條件穩(wěn)定條件：最后，還要保證振蕩器是穩(wěn)定的，：最后，還要保證振蕩器是穩(wěn)定的，如果外加干擾使得振蕩器偏離了環(huán)路平衡狀態(tài)，如果外加干擾使得振蕩器偏離了環(huán)路平衡狀態(tài)，振蕩器系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)振蕩器系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)反饋型正弦波振蕩器達(dá)到穩(wěn)定振蕩的基本條件反饋型正弦波振蕩器達(dá)到穩(wěn)定振蕩的基本條件: :模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換8 起始信號(hào)：振蕩器接通電源瞬間產(chǎn)生起始信號(hào)：振蕩器接通電源瞬間產(chǎn)生電流突變；電流突變；電電路內(nèi)存在各種路內(nèi)存在各種微弱噪聲。微弱噪聲。 電擾動(dòng)特點(diǎn)：電擾動(dòng)特點(diǎn)：很

7、微弱，占據(jù)頻帶很寬很微弱，占據(jù)頻帶很寬 電擾動(dòng)通過振蕩環(huán)路電擾動(dòng)通過振蕩環(huán)路選頻、放大、反饋選頻、放大、反饋而形成振蕩而形成振蕩 A fk jVo jVF jVi n 為了保證輸出信號(hào)從無到有，幅度不斷增長(zhǎng)，為了保證輸出信號(hào)從無到有，幅度不斷增長(zhǎng)，在振蕩建立過程中，反饋電壓在振蕩建立過程中，反饋電壓V VF F和原輸入電壓和原輸入電壓V Vi i( (電擾動(dòng)電擾動(dòng)) )必須同頻同相，并且必須同頻同相，并且|V|VF F|V|Vi i| |2 起振條件起振條件模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換9n 反饋振蕩器的起振條件反饋振蕩器的

8、起振條件2 , 1 , 02)(1)()(000nnkAFAf1)()(00jkjAfn 振幅條件振幅條件 相位條件相位條件 A fk jVo jVF jVi 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換10起振過程中的信號(hào)分析起振過程中的信號(hào)分析 起振初始，放大器工作于小信號(hào)狀態(tài)起振初始，放大器工作于小信號(hào)狀態(tài)線性工作狀態(tài)線性工作狀態(tài): :晶體管小信號(hào)等效電路計(jì)算其增益晶體管小信號(hào)等效電路計(jì)算其增益A A為了獲得較高的增益為了獲得較高的增益A A，要適當(dāng)設(shè)置晶體管工作點(diǎn)，要適當(dāng)設(shè)置晶體管工作點(diǎn) 振蕩建立過程中，環(huán)路增益振蕩建立過程中，環(huán)

9、路增益T T恒大于恒大于1 1，放大器，放大器的輸入的輸入V Vi i不斷增大，放大器從小信號(hào)工作狀態(tài)不斷增大，放大器從小信號(hào)工作狀態(tài)進(jìn)入大信號(hào)工作狀態(tài)進(jìn)入大信號(hào)工作狀態(tài) 需要穩(wěn)幅措施需要穩(wěn)幅措施 A fk jVo jVF jVi 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換11穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅措施 起振條件為起振條件為T=AF1T=AF1，輸出信號(hào)幅度的不斷增長(zhǎng)，輸出信號(hào)幅度的不斷增長(zhǎng)，而后必須限制其增長(zhǎng)，使其達(dá)到平衡，滿足平而后必須限制其增長(zhǎng)，使其達(dá)到平衡，滿足平衡條件衡條件T=AF=1T=AF=1 環(huán)路中必須有一個(gè)非線性器件，其參數(shù)隨信

10、號(hào)的增環(huán)路中必須有一個(gè)非線性器件，其參數(shù)隨信號(hào)的增大而變化，達(dá)到限幅的目的大而變化，達(dá)到限幅的目的 fAkT 1T T iV 平衡iV n晶體管本身的非線性，使得晶體管本身的非線性，使得放大器的放大倍數(shù)放大器的放大倍數(shù)A A隨輸入信隨輸入信號(hào)的增大而減小號(hào)的增大而減小n外加具有自動(dòng)調(diào)節(jié)振蕩強(qiáng)度外加具有自動(dòng)調(diào)節(jié)振蕩強(qiáng)度的非線性元件的非線性元件模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換12二、 RC正弦波振蕩電路1 RC網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)2 RC文氏橋振蕩器模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生

11、和信號(hào)的轉(zhuǎn)換131 RC網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng) RC串聯(lián)臂的阻抗用串聯(lián)臂的阻抗用Z1表示，表示， RC并聯(lián)臂的阻抗用并聯(lián)臂的阻抗用Z2表示表示:)j/1 (111CRZ222222j1 )j/1/(CRRCRZRC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)二、RC正弦波振蕩電路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換141)122C1RCR1j()1 (2121CRCRR/j+)Cj/1 (2122221112RCCRCRRR)j1()Cj/1 (222112RCRRR諧振頻率為諧振頻率為: f0=212121CCRRRC10當(dāng)R1 = R2，C1 = C2時(shí)，諧

12、振角頻率和諧振頻率分別為:RCf210)j1/(+)Cj/1 ()j1/(22211222212CRRRCRRZZZof.VVkf模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換15幅頻特性:相頻特性:F 當(dāng) f=f0 時(shí)的反饋系數(shù) 為 ,且與頻率f0的大小無關(guān)。此時(shí)的相角 k=0。313arctg11arctg0012211221kCCRRCRCR模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換16RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性曲線串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性曲線模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線

13、 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換172 RC文氏橋振蕩電路 (1) RC文氏橋振蕩電路的構(gòu)成文氏橋振蕩電路的構(gòu)成 RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是正反饋網(wǎng)絡(luò)，另外還增加了串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是正反饋網(wǎng)絡(luò)，另外還增加了R3和和R4負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。 C1、R1和和C2、R2正反饋支路與正反饋支路與R3、R4負(fù)反饋支路正好負(fù)反饋支路正好構(gòu)成一個(gè)橋路，稱構(gòu)成一個(gè)橋路，稱為為文氏橋文氏橋。RC文氏橋振蕩電路文氏橋振蕩電路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換18當(dāng)C1 =C2、R1 =R2時(shí): 31of.VVkfk=0RCff21

14、0 為滿足振蕩的幅度條件為滿足振蕩的幅度條件 =1=1，所以，所以A=A=A Af-f-33。 加入加入R3、R4 4支路，構(gòu)成串聯(lián)電壓負(fù)反饋。支路，構(gòu)成串聯(lián)電壓負(fù)反饋。.fkA3143-fRRA放大放大反饋反饋模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換19 (2) RC文氏橋振蕩電路的穩(wěn)幅過程 RC文氏橋振蕩文氏橋振蕩 電路的穩(wěn)幅作電路的穩(wěn)幅作用是用是 靠熱敏電阻靠熱敏電阻R4實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)的。R4是是正溫度系數(shù)熱敏電阻，當(dāng)輸出電正溫度系數(shù)熱敏電阻，當(dāng)輸出電壓升高，壓升高，R4上所加的電壓升高，上所加的電壓升高，即溫度升高，即溫度升高，

15、R4的阻值增加，負(fù)的阻值增加，負(fù)反饋增強(qiáng)，輸出幅度下降。反之反饋增強(qiáng)，輸出幅度下降。反之輸出幅度增加。若熱敏電阻是負(fù)輸出幅度增加。若熱敏電阻是負(fù)溫度系數(shù)，應(yīng)放置在溫度系數(shù)，應(yīng)放置在R3的位置。的位置。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換20 (a) 穩(wěn)幅電路 (b) 穩(wěn)幅原理圖 采用反并聯(lián)二極管的穩(wěn)幅電路采用反并聯(lián)二極管的穩(wěn)幅電路電路的電壓增益為4p3pf +1=RRRRAv 式中 Rp是電位器上半部的電阻值，Rp是電位器下半部的電阻值。R3= R3 / RD，RD是并聯(lián)二極管的等效平均電阻值。 當(dāng)Vo大時(shí)，二極管支路的交流電流較

16、大，RD較小，Avf較小，于是Vo下降。由圖(b)可看出二極管工作在C、D點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的等效電阻，小于工作在A、B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的等效電阻，所以輸出幅度小。 二極管工作在A、B點(diǎn)，電路的增益較大，引起增幅過程。當(dāng)輸出幅度大到一定程度，增益下降，最后達(dá)到穩(wěn)定幅度的目的。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換21 若運(yùn)放電路處于若運(yùn)放電路處于狀態(tài)或引入狀態(tài)或引入反饋，反饋，則：則： 運(yùn)放工作在運(yùn)放工作在區(qū)。區(qū)。 輸出量為正飽和值或負(fù)飽和值輸出量為正飽和值或負(fù)飽和值, 運(yùn)放輸入端運(yùn)放輸入端不不具有具有特性特性(仍有仍有特性特性)。8.2.1 概述概

17、述模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換22比較器比較器是運(yùn)算放大器工作在非線性區(qū)的一種應(yīng)用是運(yùn)算放大器工作在非線性區(qū)的一種應(yīng)用。 它的作用是它的作用是比較輸入電壓比較輸入電壓vI和參考電壓和參考電壓VREF的大小的大小，并根據(jù)比較結(jié)果輸出高電平或低電平。比較器可應(yīng)用并根據(jù)比較結(jié)果輸出高電平或低電平。比較器可應(yīng)用于越限報(bào)警、模數(shù)轉(zhuǎn)換、自動(dòng)控制和波形變換等場(chǎng)合。于越限報(bào)警、模數(shù)轉(zhuǎn)換、自動(dòng)控制和波形變換等場(chǎng)合。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換23單限比較器單限比較器遲滯

18、比較器遲滯比較器窗口比較器窗口比較器比較器的類型比較器的類型:模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換248.2.2 單門限電壓比較器單門限電壓比較器) (低電平、負(fù)飽和值低電平、負(fù)飽和值輸出為輸出為) (高電平、正飽和值高電平、正飽和值輸出為輸出為:REFIVv0 REFIIDVvv OLOVv 0 REFIIDVvv :REFIVv OHOVv 0 REFIIDVvv :REFIVv 比較器輸出電壓比較器輸出電壓v vo o發(fā)發(fā)生電平跳變時(shí)相應(yīng)的生電平跳變時(shí)相應(yīng)的輸入電壓輸入電壓v vI I值稱為值稱為或或?qū)嶋H實(shí)際理想理想翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)

19、模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換25:REFIVvOLOVv :REFIVv OHOVv REFIVv 翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換26模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換27OvIvRV1R2RpROvIv0RVRR12OMAXVOMINV例：例：翻轉(zhuǎn)：翻轉(zhuǎn)：0vvRIIRVRRvRRRvRRRV122112120模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信

20、號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換28門限電壓門限電壓的單門限比較器的單門限比較器模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換29例：已知輸入信號(hào)波形如圖，畫出輸出電壓的波形例：已知輸入信號(hào)波形如圖，畫出輸出電壓的波形ivttovOHVOLVoviv0模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換309.6.5構(gòu)成負(fù)反饋，滿足虛短構(gòu)成負(fù)反饋，滿足虛短V4k10ivOvA模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換318.2.3 滯回比

21、較器滯回比較器模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換32(1) (1) 電路組成電路組成212211RRRRRVRVVOminREFL 下門限電壓：下門限電壓：212211RRVRRRVRVOmaxREFH 上門限電壓：上門限電壓：模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換33很大時(shí)很大時(shí)當(dāng)當(dāng)ivZVvo)()(211212RZLVRRRVRRRV Vi逐漸減小，當(dāng)逐漸減小，當(dāng)Vi =V+ =VL時(shí)，輸出時(shí)，輸出開始跳變，由開始跳變，由-VZ跳變?yōu)樘優(yōu)閂ZVi逐漸增大，當(dāng)逐

22、漸增大，當(dāng)Vi =V+ =VH時(shí)，輸出時(shí)，輸出開始跳變，由開始跳變，由VZ跳變?yōu)樘優(yōu)? -VZ)()(211212RZHVRRRVRRRV 很小時(shí)很小時(shí)當(dāng)當(dāng)ivZVv o2122 RRVRVVVZLH D D：門限寬度或回差電壓為門限寬度或回差電壓為模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換34例例：電路以及：電路以及vI的波形如圖所示，試畫出電路的傳輸特性的波形如圖所示，試畫出電路的傳輸特性以及以及vO的波形。的波形。VV52020)10(20 . . RR(-V )RRRVRV ZREFT-212211 VV520201020 .

23、 . RRVRRRVRVZREFT+212211 . . .很小時(shí)很小時(shí)當(dāng)當(dāng)ivZVv ovi逐漸增大到：逐漸增大到：翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn). . .Z-Vv o很大時(shí)很大時(shí)當(dāng)當(dāng)ivvi逐漸減小到：逐漸減小到：翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換35;10,5,0VvVVvtOTI所以時(shí)當(dāng);1010,5,1VVvVVvttOTI跳變到從所以時(shí)當(dāng)。跳變到從所以時(shí)當(dāng)VVvVVvttOTI1010,5,2vO的波形的波形:模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換36(1) 電路組成電

24、路組成Vi逐漸減小，當(dāng)逐漸減小，當(dāng)V+=V- 時(shí)，輸出開始跳變時(shí)，輸出開始跳變: :ZVv o很大時(shí)很大時(shí)當(dāng)當(dāng)iv TVZRiVRRVRRV)()1 (1212由由VZ跳變?yōu)樘優(yōu)? VZ，跳變瞬間的跳變瞬間的vi為：為：RiZVRRRvRRRV211212 TVZVZV vivO模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換37很小時(shí)很小時(shí)當(dāng)當(dāng)ivZVvo TVZVZV TV)()1 (1212ZRiVRRVRRVVi逐漸增大，當(dāng)逐漸增大，當(dāng)V + =V-時(shí)輸出開始跳變時(shí)輸出開始跳變RiZVRRRvRRRV211212由由- -VZ跳變?yōu)?/p>

25、跳變?yōu)?VZ，跳變瞬間的跳變瞬間的vi為：為：TV模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換38例例：電路以及：電路以及vI的波形如圖所示，試畫出的波形如圖所示，試畫出vO的波形。的波形。 TV)(21ZVRRV2 . 1 TV TVZVZV TVZVRR)(21V2 . 1 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換398.2.4 窗口比較器窗口比較器 窗口比較器的電路由兩個(gè)幅度比較器和一些二極管與電阻構(gòu)成。設(shè)R1 =R2，有：DLHDCC212DCCL2=)2(21)2(=V

26、VVVVRRRVVV 窗口比較器窗口比較器 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換40 當(dāng)vIVH時(shí)，vO1為高電平，D3導(dǎo)通；vO2為低電平, D4截止，vO= vO1 = VOm 當(dāng)vI VL時(shí)，vO2為高電平，D4導(dǎo)通；vO1為低電平，D3截止，vO= vO2 = VOm 當(dāng)VH vI VL時(shí)，vO1為低電平，vO2為低電平，D3、D4截止，vO為零。 窗口比較器的傳輸特性窗口比較器的傳輸特性 該比較器有兩個(gè)閾值，傳輸特性曲線呈窗口狀，故稱為窗口比較器。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的

27、轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換418.3.1 矩形波發(fā)生電路矩形波發(fā)生電路RC電路，實(shí)現(xiàn)電容的充放電電路，實(shí)現(xiàn)電容的充放電遲滯比較器遲滯比較器限流電阻限流電阻穩(wěn)壓管起限幅作用穩(wěn)壓管起限幅作用(1) 電路組成電路組成(2) (2) 工作原理工作原理ZOOPCVvvvv 跳變，跳變，時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)Cv 下降。下降。放電，放電，電容，電容CZPZORRVRvVv ，212QZOOVvv 跳變，跳變，PCvv時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)Cv 上升。上升。充電，充電，電容，電容 CZPRRVRv 此時(shí)，此時(shí)，212ZOPNVvvv ，Cv ，設(shè)電源剛接通時(shí)，設(shè)電源剛接通時(shí)，0212RRVRZ 212RRVRZ 模 擬 電 子

28、 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換43)21ln(2)()()0(12RRCRTvevvvfctccc振蕩周期模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換44（3 3） 占空比可調(diào)的矩形波電路占空比可調(diào)的矩形波電路 顯然為了改變輸出方波的占空比，應(yīng)改變電容器C的充電和放電時(shí)間常數(shù)。占空比可調(diào)的矩形波電路見圖。 C充電時(shí)，充電電流經(jīng)電位器的上半部、二極管D1、Rf； C放電時(shí)，放電電流經(jīng)Rf、二極管D2、電位器的下半部。 占空比可調(diào)方波發(fā)生電路占空比可調(diào)方波發(fā)生電路 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路第第8章章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換45占空比為：占空比為：%100%1002111TTCRrRf1d w1 其中， 是電位器中點(diǎn)到上端電阻， 是二極管D1的導(dǎo)通電阻。 wR1drCRrRRf2d ww2 其中， 是二極管D2的導(dǎo)通電阻。即改變 的中點(diǎn)位置