電工電子技術(shù)課件：第二十六講 運(yùn)放的非線性應(yīng)用

1、第二十六講運(yùn)放的非線性應(yīng)用矩形波發(fā)生器1. 電路結(jié)構(gòu) 由滯回比較器、 RC充放電電路組成， 電容電壓uC 即是比較器的輸入電壓，2. 工作原理設(shè)電源接通時(shí)， uo = +UoH ，uC(0) = 0。 電阻R2兩端的電壓UR即是比較器的參考電壓。 uo 通過 RF 對電容C充電， uC 按指數(shù)規(guī)律增長。 RFCuC+R1R2uo+UR+當(dāng) uo = +UoH時(shí)，電容充電， uC上升， H2 1 2RUORRRU+= oH2 1 2RURRRU+-=-電容放電， uC下降，當(dāng)uC= UR 時(shí)，uo 跳變成 UoH 當(dāng) uC= UR 時(shí)，uo 跳變成 +UoH ，電容又重新充電。2. 工作原理RF

2、CuC+R1R2uo+充電UR+放電RFCuC+R1R2uo+UR+3. 工作波形充電放電uouCt1t3t2T = T1+T2電容充放電過程，uC 的響應(yīng)規(guī)律為4. 周期與頻率T1T2TUoH+ UoH)在充電過程中()()()oH1 2 2R2oHoH1 2 2 R0URRRUtuUuURRRUuCCC+=+=+-=-=+在放電過程中()()()oH1 2 2R3oHoH1 2 2R0URRRUtuUuURRRUuCCC+-=-=-=+=+矩形波的周期矩形波的頻率充放電時(shí)間常數(shù)相同： = RC 矩形波常用于數(shù)字電路中作為信號源 A1：滯回比較器 因 u = 0 ， 所以當(dāng) u+ = 0 時(shí)

3、， A1狀態(tài)改變?nèi)遣òl(fā)生器1. 電路結(jié)構(gòu)A2：反相積分電路Cuo1R3DZR2+R6uoR5R4+A2A1R12. 工作原理因 u- = 0 ，所以當(dāng) u+ = 0時(shí)，A1狀態(tài)改變輸出 uo1 改變(+UZ 躍變到UZ 或 UZ 躍變到 +UZ)，當(dāng)同時(shí)積分電路的輸入、輸出電壓也隨之改變。Cuo1R3DZR2+R6uoR5R4+A2A1R1TT1T23. 工作波形4. 周期與頻率T = T1+ T2 = 2T1 = 2T2uo1 UZ UZtOuo (1) 改變比較器的輸出 uo1、電阻R1 、R2 即可改變?nèi)遣ǖ姆怠?(2) 改變積分常數(shù)RC 即可改變?nèi)遣ǖ念l率。tRCUuo1o-=

4、R4R1uO R3R2UZDZ鋸齒波發(fā)生器1. 電路的組成和工作原理R5CN1N2RD1RD2uO1RD2RD2 RD1 RD1充電放電當(dāng)積分電容的充電和放電時(shí)間常數(shù)不同時(shí)，三角波發(fā)生器就變?yōu)殇忼X波發(fā)生器。R4R1uO R3R2UZDZR5CN1N2RD1RD2uO1 充電放電2. 鋸齒波發(fā)生器的工作原理3. 鋸齒波發(fā)生器的主要參數(shù)鋸齒波幅值 Uom = UZR1 R2uO10UZ-UZtuO0tTTT2T1R1 R2UZR1 R2UZ-鋸齒波周期 T = (R+R )C2R1 R2鋸齒波占空比 D =R+RRT1 T=第6章上頁下頁返回6.1.1 正弦波振蕩電路的基本原理 6.1.2 RC正

5、弦波振蕩電路6-1 正弦波振蕩電路 *6.1.3 LC正弦波振蕩電路*6.1.4 石英晶體正弦波振蕩電路Ud126.1.1 正弦波振蕩電路的基本原理1、自激振蕩的條件F=Uf / Uo. .所以產(chǎn)生自激振蕩的條件為:.AF=.UoUd.UoUf=1S上頁下頁第6章返回+Uf+-A=Uo / Ud.S 在 1: Ud=Ui .-.Ui.Uo.因?yàn)?Uf=Ud，.S 在 2: 令.Uf=UiU=d則輸出電壓保持不變。翻頁AF自激振蕩的條件:AF = 1 幅度平衡條件：相位平衡條件:AF = 1 A+ F = 2n （n=0,1,2） 反饋信號與輸入信號的大小相等,在放大倍數(shù)一定時(shí)應(yīng)有足夠強(qiáng)的反饋量

6、。反饋信號與輸入信號同相，必須引入正反饋。上頁下頁第6章返回翻頁2、 振蕩的建立與穩(wěn)定振蕩電路的起振:選擇電路（一般和反饋電路在一起）選擇某一頻率的信號增幅振蕩電路由電路變?yōu)榈确袷巪AF| = 1|AF| 1上頁下頁第6章返回翻頁Ud12S+Uf+-.Ui.Uo.AF 通過不斷地放大正反饋再放大再反饋，使Uom不斷增大，一直到達(dá)某一點(diǎn)時(shí)，才穩(wěn)定下來。自激振蕩的建立過程A反饋特性Ufm=|F|Uom幅度特性Uom=f(Ufm)Ufm1Ufm2Uom2Uom1UfmOUom上頁下頁返回翻頁Ud12S+Uf+-.Ui.Uo.AF由上述討論可知：正弦波振蕩電路應(yīng)由以下部分組成：放大電路正反饋電路選頻

7、電路穩(wěn)幅電路上頁下頁第6章返回翻頁 6.1.2 RC正弦波振蕩電路 1.電路組成RCCRRfR1負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)（穩(wěn)幅環(huán)節(jié)）文氏電橋正弦波振蕩電路上頁下頁第6章返回uO+正反饋選頻網(wǎng)絡(luò)Ao 2、 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性Z1 = R +1jC1Z2 =R(jC)R+1jC=R1+jRC.UfUO=.IZ2I(Z1+Z2).Z2Z1+Z2=R1+jRCR+1jC+R1+jRC=13+j(RC -RC1).I+RCU0.Uf.CRZ1Z2=11+jRC1+1jRC+11+jRCRC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性和相頻特性幅頻特性相頻特性Uf/Uo0130ff90900f0f.UfUo.=11RC3+j (RC-)當(dāng):1RCRC -=0即,或R C = 0=12RC = 0 =1時(shí)結(jié)論：.UfUo.與 同相位,UfUo.=1/3，Uf達(dá)到最大值。.第6章翻頁RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)+RCU0.Uf.CRZ1Z2.I=F =Uf_Uo13_f = 0,3、 如何滿足自激振蕩條件f0=12RC起振時(shí)應(yīng)滿足:Rf2R1RfR1）, A=（1+A = 0為了滿足AF= 1,A=3RfR1）=3 , （1+Rf=2R1即 A3第6章翻頁ui u o1fCC+uf Z1Z2Ao4、 穩(wěn)幅措施 特點(diǎn)： 利用二極管的非線性自動調(diào)節(jié)反饋的強(qiáng)弱來維持輸出電壓的恒定。UORf1|A|缺點(diǎn)輸出波形失真較大上頁下頁第6章返回翻頁