模擬電子電路課件第12章

第十二章

波形產(chǎn)生電路及其應(yīng)用介紹常見的電子系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)的波形信號：正弦波、三角波、方波和脈沖波

脈沖波：數(shù)字系統(tǒng)中作為時(shí)鐘信號實(shí)現(xiàn)同步。正弦波：通信系統(tǒng)中作為載波信號，承載信息。方波：測試和測量系統(tǒng)中，作為測試信號。①、正弦波的產(chǎn)生1、由放大器和LC或RC選頻網(wǎng)絡(luò)組成的正反饋環(huán)實(shí)現(xiàn)。

——線性振蕩器輸出幅度受限制，且可以設(shè)置。2、對三角波進(jìn)行整形。介紹②、方波、三角波和脈沖波的產(chǎn)生電路

——非線性振蕩器（電路模塊：多諧振蕩器）多諧振蕩器分三種：

1、雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器

2、非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器

3、單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器第十二章波形產(chǎn)生電路及其應(yīng)用12.1正弦波振蕩器12.2非正弦波振蕩器12.3集成函數(shù)信號發(fā)生器12.1正弦波振蕩器12.1.1電路組成（1）基本放大器

——對輸入信號予以放大，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換（2）正反饋網(wǎng)絡(luò)

——保證輸入信號和反饋信號同相位（3）選頻網(wǎng)絡(luò)

——使振蕩器產(chǎn)生單一頻率的輸出（4）穩(wěn)幅環(huán)節(jié)

——使輸出信號幅值保持不變12.1正弦波振蕩器12.1.2正弦波振蕩器的振蕩條件當(dāng)輸入信號時(shí)，凈輸入信號等于反饋信號。若電路接通瞬間存在電擾動(dòng)

正弦波維持等幅振蕩的條件為：12.1正弦波振蕩器12.1.2正弦波振蕩器的振蕩條件寫成模和相位的形式：

（n為0,

1,

2…）

正弦波振蕩電路的起振條件為：：

相位平衡條件：

振幅平衡條件：

12.1正弦波振蕩器12.1.3文氏電橋振蕩器環(huán)路增益的頻率特性：：

當(dāng)時(shí)：環(huán)路增益最大。為實(shí)數(shù)，且由振幅平衡條件可得，

元件參數(shù)需滿足條件

為保證振蕩器能夠起振，

應(yīng)使R2/R1的取值略大于2。

電路的振蕩頻率：12.1.4帶穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的文氏電橋振蕩器剛起振時(shí)，vo較小，二極管VD1和VD2近似開路，反饋網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)電阻較大，即運(yùn)放增益較大，易于起振。隨著vo增大，二極管VD1或VD2導(dǎo)通，反饋網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)電阻減小，即運(yùn)放增益減小，在運(yùn)放未進(jìn)入非線性工作區(qū)域前，達(dá)到振幅平衡條件。12.1.5RC移相式振蕩器12.1.6LC振蕩器（1）考比茲振蕩器（2）哈特雷振蕩器1、三點(diǎn)式LC振蕩器12.1.6LC振蕩器2、變壓器反饋式LC振蕩器12.1.7石英晶體振蕩器

石英晶體的結(jié)構(gòu)和電路符號石英晶體的等效電路模型串聯(lián)諧振時(shí)的諧振頻率：并聯(lián)諧振時(shí)的諧振頻率：石英晶體振蕩電路12.2非正弦波振蕩器

非正弦波振蕩器亦稱為多諧振蕩器，包括雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器和非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器3種。本節(jié)重點(diǎn)介紹雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。何謂雙穩(wěn)態(tài)電路有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)并且可以穩(wěn)定在任何一個(gè)狀態(tài)只有當(dāng)觸發(fā)到來時(shí)，會從一個(gè)狀態(tài)進(jìn)入另一個(gè)狀態(tài)。12.2非正弦波振蕩器

沒有外加激勵(lì)，假設(shè)噪聲增量信號出現(xiàn)在V+上，A很大，產(chǎn)生Vo（較大），Vo經(jīng)分壓后反饋，使V+↑。該過程持續(xù)到輸出電壓到達(dá)L+（正飽和電平），電路處于穩(wěn)態(tài)。反之若增量信號為負(fù)，輸出電壓達(dá)到L-（負(fù)飽和電平），電路處于另一個(gè)穩(wěn)態(tài)。12.2.1集成電壓比較器1．單門限電壓比較器

單門限電壓比較器

單門限比較器的傳輸特性

1．單門限電壓比較器

單門限電壓比較器的波形變換作用12.2.1集成電壓比較器2．遲滯比較器（1）具有同相傳輸特性的遲滯比較器v-=vREF

v+=v-

同相傳輸特性曲線（2）具有反相傳輸特性的遲滯比較器反相傳輸特性曲線單門限電壓比較器和遲滯比較器對干擾信號的響應(yīng)3．窗口比較器（1）當(dāng)vI（1）VI>=VTH時(shí)，VD1截止，VD2導(dǎo)通。此時(shí)，v+=vI，v-=vTH，且v-<v+，故輸出電壓為高電平，vO=L+。（3）當(dāng)VTL<vI<VTH時(shí)，VD1、VD2均導(dǎo)通。此時(shí)，v+=vI-VD(on)，v-=vI+VD(on)，且v->v+，故輸出電壓為低電平，vO=L-。(2)VI<=VTL

時(shí)，VD1導(dǎo)通，VD2截止。此時(shí)v+=VTL，v-=VI，且v-<v+，故輸出電壓為高電平，vo=L+。窗口比較器的傳輸特性曲線

由兩個(gè)集成運(yùn)放構(gòu)成的窗口比較器

由兩個(gè)集成運(yùn)放構(gòu)成的窗口比較器的傳輸特性曲線4．電壓比較器的可靠性分析（1）采用遲滯比較器（2）電源去耦（3）比較器的響應(yīng)速度應(yīng)與負(fù)載的響應(yīng)速度匹配（4）避免自激現(xiàn)象的產(chǎn)生12.2.2矩形波振蕩器

12.2.2矩形波振蕩器

方波產(chǎn)生電路的電壓波形12.2